1. TEHNOLOGIA ALCOOLULUI ™I A DROJDIEI2. 1.1. GENERALITÃfiI

Industria alcoolului ºi a drojdiei se bazeaz„ Ón principal pe activitatea fermentativ„ a drojdiilor, care transform„ glucidele fermentescibile din substrat Ón alcool etilic ca produs principal de fermenta˛ie ºi respectiv Ón biomas„.

Cuv‚ntul alcool provine de la cuv‚ntul arab Ñal-koholî care Ónseamn„ lucru, obiect subtil ºi este pentru prima oar„ citat Ón Europa Ón secolul al XIII-lea de alchimistul italian Taddeo Aldoretti (Firenze).

Adoptarea cuv‚ntului alcohol, respectiv alcool este apoi completat„ de Arnoldo da Villanova Ón secolul al XIII-lea ºi intr„ Ón uzul alchimiºtilor Ón secolul al XIV-lea, prin lucr„rile lui Teofrasto Paracelso cu semnifica˛ia de Ñfine˛e excelent„î pentru a fi readus ºi pus Ón folosin˛„ curent„ Ón 1787 de c„tre Lavoisier Ón noua sa nomenclatur„ chimic„.

Œn secolele XIV˜XVI, ob˛inerea alcoolului devine din ce Ón ce mai obiºnuit„ ºi apar o serie de denumiri cum ar fi cele de alcool din vin sau spirito di vino, av‚nd semnifica˛ia p„r˛ii celei mai subtile a vinului reprezentat„ prin alcool. Œn secolul al XVIII-lea se fac primele studii privind formarea alcoolului prin fermentarea pl„mezilor zaharoase, sf‚rºitul acestui secol marc‚nd un deosebit progres al cunoºtin˛elor despre natura alcoolului, formarea ºi constitu˛ia sa precum ºi Ón privin˛a controlului s„u analitic. Secolul al XVIII-lea marcheaz„ aprofundarea fenomenelor de transformare a amidonului Ón glucide ºi apoi a acestora Ón alcool, un rol deosebit av‚nd vestitul chimist Lavoisier.

Studiile efectuate de Fabroni, Thenard, Appert, Gay-Lussac, Cagniari de Latour, Schwan, Turpin, Liebig ºi de celebrul Pasteur, Ón secolul al XIX-lea, cu privire la fermenta˛ia alcoolic„, au condus la ob˛inerea alcoolului pe scar„ industrial„ din diferite materii prime.

Tot Ón secolul al XIX-lea se produce pentru prima oar„ alcoolul pe cale sintetic„ sau prin compunerea elementelor ob˛inute din substan˛e minerale. Œn prezent se produc cantit„˛i mari de alcool at‚t pe cale natural„ c‚t ºi pe cale sintetic„.

Alcoolul etilic se produce Ón prezent pe plan mondial, Ón cea mai mare parte prin fermentarea pl„mezilor care con˛in glucide fermentescibile, cu ajutorul drojdiei. Alcoolul etilic ob˛inut pe cale biotehnologic„ mai poart„ denumirea de bioalcool, deosebindu-se astfel de alcoolul etilic de sintez„. Alcoolul etilic rafinat are multiple utiliz„ri Ón diferite industrii. Œn industria alimentar„ este folosit pentru fabricarea b„uturilor alcoolice ºi a o˛etului, Ón industria chimic„ pentru ob˛inerea cauciucului sintetic ºi ca dizolvant, Ón industria farmaceutic„ pentru prepararea anumitor substan˛e (eter, cloroform, º.a.), iar Ón medicin„ ca dezinfectant.

Alcoolul absolut, la concentra˛ia de 99,8% vol., se utilizeaz„ Ón ˛„rile lipsite de z„c„minte petrolifere, drept carburant, Ón amestec de 20˜30% cu benzina c„reia Ói m„reºte totodat„ ºi cifra octanic„. Cel mai ambi˛ios program privind folosirea alcoolului Ón scopuri energetice Ól are Brazilia care, sub denumirea de PROALCOOL, urm„reºte a Ónlocui 15˜21% din cantitatea de benzin„ cu alcool ob˛inut din trestie de zah„r. Œn Japonia s-a elaborat programul RAPAD (Research Association for Petroleum Alternatives Developements) care urm„reºte realizarea de etanol ºi aceton„-butanol-etanol prin procedee biotehnologice, folosind ca materie prim„ celuloza. Œn Fran˛a programul Carburol urm„reºte realizarea alcoolului etilic din sfecl„ ºi a butanolului din paie. Noua Zeeland„ a efectuat studii pentru ob˛inerea etanolului din lactoserum.

Œn no˛iunea de drojdii s-a inclus at‚t drojdia comprimat„, folosit„ Ón industria panifica˛iei drept af‚n„tor biologic, c‚t ºi drojdia furajer„, care este utilizat„ pe scar„ larg„ pentru completarea deficitului de proteine pe plan mondial pentru hrana animalelor.

1.2. MATERII PRIME UTILIZATE LA FABRICAREA ALCOOLULUI ™I A DROJDIEI Œn func˛ie de natura substan˛elor utile pe care le con˛in, materiile prime folosite la fabricarea alcoolului ºi a

drojdiei se pot clasifica astfel: 1. Materii prime amidonoase: cereale: porumb, secar„, gr‚u, orz, ov„z, orez, sorg, etc; cartofi; r„d„cini ºi tuberculi de plante tropicale: r„d„cini de manioc, tuberculi de batate, etc. 2. Materii prime zaharoase: sfecla ºi trestia de zah„r; melasa din sfecl„ ºi trestie de zah„r; struguri, fructe, tescovine dulci, etc. 3. Materii prime celulozice: deºeuri din lemn de brad, molid, fag, etc.; leºii bisulfitice rezultate de la fabricarea celulozei. 4. Materii prime care con˛in inulin„ ºi lichenin„: tuberculi de topinambur; r„d„cini de cicoare; muºchi de Islanda.

Materiile prime prezentate nu epuizeaz„ totalitatea materiilor prime posibile a fi folosite la fabricarea alcoolului ºi drojdiei, se fac cercet„ri pentru descoperirea de noi surse de materii prime din care s„ se poat„ ob˛ine Ón condi˛ii economice alcool ºi drojdie. Œn continuare se prezint„ numai materiile prime utilizate Ón fabricile de alcool ºi drojdie din ˛ara noastr„.

1

Cele mai utilizate materii prime sunt melasa, cerealele ºi cartofii. 1.2.1. Melasa

Prin melas„ se Ón˛elege ultimul reziduu care r„m‚ne de la fabricarea zah„rului, Ón urma cristaliz„rii repetate a zaharozei ºi din care nu se mai poate ob˛ine economic zah„r prin cristalizare.

Œn timpul primului r„zboi mondial, ca urmare a faptului c„ cerealele nu mai erau Ón cantit„˛i suficiente, la fabricarea drojdiei pl„mezile amidonoase zaharificate au fost Ónlocuite cu melas„, care avea un pre˛ mai convenabil ºi era mai uºor de depozitat dec‚t cerealele.

Œn prezent, Ón S.U.A., Europa, Australia ca ºi la noi Ón ˛ar„, melasa este principala materie prim„ folosit„ la fabricarea drojdiei de panifica˛ie ºi Ón condi˛ii dirijate, 4 g melas„ (aproximativ 2 g zaharoz„) pot contribui la ob˛inerea unui gram de drojdie de panifica˛ie.

Caracteristici fizico-chimice. Din punct de vedere fizic, melasa se prezint„ ca un lichid v‚scos, av‚nd o culoare brun„-neagr„, cu miros pl„cut de cafea proasp„t pr„jit„ ºi un gust dulce-am„rui. Reac˛ia melasei este, de regul„, uºor alcalin„.

Compozi˛ia chimic„ a melasei variaz„ Ón func˛ie de materia prim„ folosit„ la fabricarea zah„rului (sfecl„ sau trestie de zah„r) ºi de procesul tehnologic aplicat Ón fabricile de zah„r.

Melasa din sfecl„ de zah„r are avantajul c„ favorizeaz„ ob˛inerea unui produs de culoare mai deschis„, Ón schimb con˛ine betain„ ce nu este asimilat„ de c„tre drojdie ºi astfel prin deversarea apelor reziduale creºte consumul biochimic de oxigen. De asemenea poate fi deficitar„ Ón biotin„, vitamin„ necesar„ creºterii drojdiilor.

Melasa din trestie de zah„r este bogat„ Ón biotin„, Ón schimb biomasa de drojdie ob˛inut„ are o culoare mai Ónchis„, Ónc‚t sunt necesare opera˛ii suplimentare de sp„lare. Pentru a asigura un mediu optim de creºtere, se pot folosi melase cupajate Ón care se adaug„ fosfa˛i, surse de azot, factori de creºtere; totuºi, la noi Ón ˛ar„ se prefer„ utilizarea melasei din sfecl„ de zah„r la fabricarea drojdiei de panifica˛ie, melasa din trestie de zah„r fiind folosit„ la fabricarea alcoolului. Compozi˛ia chimic„ a melasei ob˛inut„ la fabricarea zah„rului din sfecl„ de zah„r este prezentat„ Ón tabelul 2 (Stoicescu, A., 1999).

Concentra˛ia Ón substan˛„ uscat„ a melasei se exprim„ Ón practic„ Ón grade Balling (Bllg) sau Brix (Bx), care reprezint„ procente masice de substan˛„ uscat„ dizolvat„.

Glucidele din melasa de sfecl„ de zah„r sunt reprezentate Ón cea mai mare parte din zaharoz„, al„turi de care se mai g„sesc cantit„˛i mici de rafinoz„ ºi zah„r invertit. Un procent mai ridicat de 1% denot„ contaminarea melasei cu microorganisme care produc invertirea zaharozei.

Nezah„rul melasei cuprinde at‚t substan˛e organice (substan˛e azotoase ºi neazotoase) c‚t ºi s„ruri minerale.

Substan˛ele azotoase sunt reprezentate Ón special prin produse de descompunere a proteinelor ºi Ón mai mic„ m„sur„ prin proteine macromoleculare. Dintre acestea Ón cantitatea cea mai mare se g„seºte betaina, care poate s„ ajung„ p‚n„ la circa 5% fa˛„ de melas„. Dintre aminoacizi Ón cantitatea cea mai mare se afl„ acidul glutamic.

Cantitatea de substan˛e azotoase, exprimate sub form„ de azot total variaz„ Óntre 1,2 ºi 2,4%, din care azotul asimilabil reprezint„ 0,4˜0,6%, cantitate care este insuficient„ pentru nutri˛ia drojdiei. Din aceast„ cauz„, at‚t la fabricarea alcoolului c‚t ºi a drojdiei este absolut necesar„ ad„ugarea de s„ruri de azot sub form„ de sulfat de amoniu, fosfat de amoniu, ap„ amoniacal„, uree, º.a.

Substan˛ele neazotoase cuprind: pectine, hemiceluloze ºi produsele lor de hidroliz„ (arabinoz„ ºi galactoz„) ºi s„ruri ale acizilor organici. Dintre vitamine s-au g„sit Ón melasa din sfecl„ de zah„r, tiamina, piridoxina ºi acidul pantotenic. Con˛inutul melasei Ón vitamine prezint„ o mare importan˛„ la fabricarea alcoolului ºi mai ales a drojdiei.

S„rurile minerale se afl„ Ón propor˛ie de 6˜8% fa˛„ de melas„ ºi sunt reprezentate de s„ruri de K, Na, Ca ºi Mg ale acizilor carbonic, sulfuric, fosforic, º.a. Con˛inutul Ón fosfor al melasei este foarte sc„zut, de aceea Ón procesul de fabrica˛ie se procedeaz„ la corectarea con˛inutului Ón fosfor al melasei prin adaos de superfosfat sau fosfat de amoniu. Melasa con˛ine cantit„˛i suficiente de Ca, Ón timp ce con˛inutul ei Ón magneziu este sc„zut, Ón special atunci c‚nd se trateaz„ zemurile pentru purificare cu schimb„tori de ioni. Deficitul de magneziu al melasei se corecteaz„ prin adaos de sulfat de magneziu.

Œn melas„ se mai g„seºte ºi dioxid de sulf ce provine din procesul tehnologic de ob˛inere a zah„rului, fiind folosit pentru decolorarea zemurilor de difuziune, c‚t ºi nitri˛i forma˛i prin reducere din nitra˛i. Prezen˛a SO2 ºi nitri˛ilor este nedorit„ deoarece inhib„ activitatea drojdiilor. Din acest motiv con˛inutul melaselor Ón SO2 nu trebuie s„ dep„ºeasc„ 0,008% (Hopulele, T., 1980).

Un loc aparte Ón compozi˛ia melasei Ól ocup„ coloizii de natur„ proteic„, pectic„, melanoidinic„, care Ómpiedic„ func˛ionarea normal„ a celulei de drojdie ºi produc o spum„ abundent„, nedorit„, Ón linurile de fermentare. Din aceast„ cauz„ este necesar„ limpezirea melasei.

Melasa mai con˛ine substan˛e colorante, care se compun din melanoidine, melanine, caramel, c‚t ºi suspensii formate prin coagularea coloizilor ºi precipitarea unor s„ruri anorganice ºi organice.

Compozi˛ia ºi calitatea melasei difer„ de la fabric„ la fabric„ ºi chiar Ón cadrul aceleaºi campanii, Ón raport cu: - calitatea sfeclei de zah„r;- natura solului pe care a fost cultivat„ sfecla de zah„r;- cantitatea ºi calitatea Óngr„º„mintelor aplicate solului;

2

- factorii meteorologici ºi climatici;- procesul tehnologic de extrac˛ie a zah„rului;- condi˛iile de depozitare a melasei.

Calitatea melasei, ca materie prim„ este deosebit de important„ la multiplicarea drojdiei de panifica˛ie. Industrial, se prefer„ numai utilizarea melasei din sfecl„ de zah„r, care este mai pu˛in contaminat„ comparativ cu melasa din trestie de zah„r.

Œn afar„ de substan˛ele valoroase, melasa poate s„ con˛in„ ºi substan˛e cu efect inhibitor asupra activit„˛ii fiziologice a drojdiilor, formate Ón procesul de ob˛inere a melasei. Dintre acestea fac parte : - imidodisulfonatul de potasiu, care Ón cantit„˛i mai mari de 5%, inhib„ activitatea drojdiilor. Rezult„ din

nitri˛i ºi sulfi˛i care ajung Ón melas„ prin activitatea unor bacterii;- nitri˛ii prezen˛i Ón melas„ Ón concentra˛ie mai mare de 0,02%, inhib„ multiplicarea drojdiilor;- acidul acetic, acidul butiric, Ón concentra˛ii mai mari de 0,1˜1%, inhib„ multiplicarea drojdiilor (Dan, V.,

1999). Dintre aceste substan˛e cea mai mare influen˛„ o exercit„ nitri˛ii rezulta˛i Ón urma reducerii nitra˛ilor din melas„,

sub ac˛iunea bacteriilor denitrificatoare. Acestea pot folosi nitra˛ii ca acceptori de hidrogen, Ón locul oxigenului, Ón procesul de respira˛ie. Astfel, se produce reducerea nitra˛ilor p‚n„ la azot sau amoniac.

Bacteriile denitrificatoare con˛in enzime induse, ca nitrat-reductaza ºi nitritreductaza, care realizeaz„ denitrificarea. La prezen˛a Ón mediu a nitratului ºi oxigenului molecular, denitrificatorii produc respira˛ia oxigenat„ a nitri˛ilor ºi doar la deficit de O2, ele trec la denitrificare.

Ac˛iunea d„un„toare a nitri˛ilor const„ Ón modificarea morfologiei celulelor, Ónt‚rzierea respira˛iei, inhibarea Ónmul˛irii ºi activit„˛ii fermentative a celulelor de drojdie. Cea mai mare sensibilitate a fost semnalat„ Ón faza logaritmic„ de multiplicare a drojdiilor. La un con˛inut Ón mediu de numai 0,0005% este inhibat„ Ónmugurirea normal„ a drojdiilor. Con˛inutul Ón nitri˛i de 0,0004% reduce Ónmul˛irea drojdiilor de cultur„ cu 50%, iar Ón cantitate de 0,02%, inhib„ aproape Ón totalitate creºterea ºi Ónmul˛irea celulelor, iar o parte din drojdii mor, Ón primul r‚nd mugurii.

Dac„ concentra˛ia nitri˛ilor Ón mediu se micºoreaz„ de la 0,0037 la 0,001 % Ón cursul Ónmul˛irii drojdiilor, randamentul drojdiei se Ómbun„t„˛eºte cu 8˜10%, iar de la concentra˛ii de 0,009 la 0,002% cu 17˜21% (Notkima, 1975).

Rezisten˛a drojdiei de panifica˛ie este dependent„ ºi de gradul de contaminare al melasei. Melasa are o Ónc„rcare microbian„ ridicat„ ºi se consider„ o melas„ bun„ aceea care con˛ine p‚n„ la 2·103 celule/g; cea de calitate inferioar„ are peste 3·104 celule/g.

Œn mod curent, decadal, se efectueaz„ analiza fizico-chimic„ ºi microbiologic„ la melasa existent„ Ón stoc ºi care urmeaz„ a fi utilizat„ Ón produc˛ie. Analizele microbiologice constau Ón : - determinarea num„rului total de bacterii aerobe, mezofile, mediu bulion de carne gelozat, termostatare 48

ore (350), Ón UFC/g melas„; - determinarea num„rului de drojdii ºi mucegaiuri, mediu must de mal˛ agar cu pH = 3,5 ajustat la

repartizare, termostatare 3 zile la 250C, Ón UFC/g melas„;- test calitativ de eviden˛iere a bacteriilor din genul Leuconostoc, specia Leuconostoc mesenteroides prin

cultivare din dilu˛ii decimale Ón mediu Ómbog„˛it cu 15% zah„r;- determinarea num„rului de drojdii (osmofile) Ón mediu cu must de mal˛ ºi 10% zah„r, termostatare 3 zile la

250C, Ón UFC/g melas„;- examen microscopic al coloniilor caracteristice Ón scopul identific„rii.

1.2.2. CerealeleCompozi˛ia chimic„ a cerealelor variaz„ Ón func˛ie de soi, condi˛iile pedoclimatice ºi agrotehnica

aplicat„. Œn tabelul 5 se prezint„ compozi˛ia chimic„ medie a principalelor cereale folosite la fabricareaalcoolului.

Porumbul reprezint„ o cereal„ de baz„ folosit„ Ón economia ˛„rii noastre at‚t Ón alimenta˛ie, ca furaj c‚t ºi Ón industrie. fiara de origine a porumbului este Mexicul, la noi Ón ˛ar„ a fost introdus Ón a doua jum„tate a secolului al XVII-lea. Œn prezent suprafa˛a cultivat„ de porumb ocup„ locul doi dup„ gr‚u, dar din punct de vedre al recoltei ob˛inute, el se situeaz„ pe primul loc, av‚nd o produc˛ie mai mare la hectar.

Se cunoaºte un num„r mare de soiuri de porumb, acestea deosebindu-se Óntre ele dup„ caracteristici botanice ºi economice. Dup„ timpul de vegeta˛ie se disting soiuri tardive ºi precoce cu produc˛ie mare ºi mai mic„, cu forme ºi m„rimi diferite ale boabelor, cu boabe diferit colorate, cu structur„ f„inoas„, semisticloas„ sau sticloas„.

Pentru fabricarea alcoolului se prefer„ porumbul cu boabe f„inoase (specia Zea mays dentiformis), care se caracterizeaz„ printr-un con˛inut ridicat Ón amidon ºi mai sc„zut Ón substan˛e proteice.

P„r˛ile componente ale bobului de porumb sunt endospermul sau miezul f„inos, Ónveliºul ºi germenele (embrionul). Propor˛ia medie a p„r˛ilor componente se prezint„ astfel: 81˜85% endosperm, 5˜11% Ónveliº ºi 8˜14% embrion.

Con˛inutul Ón amidon al porumbului reprezint„ cca. 70% din substan˛a uscat„ a bobului. Datorit„ con˛inutului ridicat Ón lipide, care sunt localizate Ón special Ón embrion, pl„mezile din porumb fermenteaz„ liniºtit aproape f„r„ spum„, ceea ce permite utilizarea la maximum a capacit„˛ilor de fermentare, iar borhotul rezultat de la distilare are o valoare furajer„ ridicat„.

3

Secara este o cereal„ care din punct de vedere a gradului de utilizare ocup„ Ón ˛ara noastr„ locul doi dup„ gr‚u, dar sunt Óns„ ˛„ri, cum sunt cele din nordul Europei, Ón care secara ocup„ locul Ónt‚i. Planta de secar„ face parte din familia gramineelor, cu tulpin„ Ónalt„ ºi frunze sub˛iri av‚nd lungimea de 13˜20 cm. Inflorescen˛a este un spic cu fecunda˛ie alogam„, iar fructul, o cariops„. Secara este o cereal„ pu˛in preten˛ioas„ la sol ºi climat.

Bobul de secar„ are unele tr„s„turi comune ce cele ale gr‚ului, are Óns„ bobul mai alungit dec‚t acesta. Bobul de secar„ se caracterizeaz„ prin: culoarea Ónveliºului verde, galben„ ºi uneori cenuºie.

Din punct de vedere al leg„turii straturilor secara prezint„ unele deosebiri fa˛„ de gr‚u: Ónveliºul secarei are o concreºtere mai avansat„ cu aleuronul ºi corpul f„inos. Suprafa˛a exterioar„ a bobului de secar„ privit„ cu lupa apare cu striuri transversale fine, iar º„n˛ule˛ul ventral este mai pu˛in evident dec‚t la gr‚u. De asemenea ºi periºorii sunt mai pu˛in dezvolta˛i. Œnveliºul bobului de secar„ est mai gros ºi mai elastic , de aceea secara se macin„ greu ºi rezult„ mai mult„ t„r‚˛„.

Gr‚ul este folosit Ón principal la fabricarea f„inii de diferite tipuri, a crupelor sub form„ de griº ºiarpacaº, a expandatelor ºi aplatizatelor de tipul pufarinului ºi a fulgilor, a pastelor f„inoase, glucozei ºialcoolului.

Gr‚ul a fost cultivat mai Ónt‚i Ón Asia cu 5000˜6000 ani Ó.d.H., Ón Egipt cu 4000 ani Ó.d.H., Ón Europa cu 5000˜6000 ani Ó.d.H. Œn America s-a introdus Ón cultur„ Ón 1528, Ón S.U.A. din 1602 ºi Ón Canada din 1812. Œn Rom‚nia se cultiv„ din anii 3500˜5500 Ó.d.H. Cel mai r„sp‚ndit soi cultivat Ón ˛ara noastr„ este Triticum vulgan (p‚ine, amidon, glucoz„, etc.), urmat Ón procent mai redus de Triticum durum, pentru paste f„inoase ºi expandate.

Principalele p„r˛i componente ale bobului de gr‚u sunt: endospermul, Ónveliºul ºi embrionul. Endospermul este format din dou„ p„r˛i: corpul f„inos ºi stratul aeluronic. Stratul aleuronic Ónf„ºoar„ miezul f„inos cu Óntrerupere pe por˛iunea unde se afl„ germenele. Endospermul reprezint„ 78˜82% din bobul Óntreg. Con˛inutul de Ónveliº al gr‚ului reprezint„ circa 6˜8%. La m„ciniº Ónveliºul face corp comun cu stratul aleuronic care reprezint„ ºi el 6˜8% ºi se elimin„ sub form„ de t„r‚˛„, Ón procent de 15˜22%.

Embrionul sau germenele este situat lateral, la partea inferioar„ a bobului fiind protejat numai de Ónveliºul exterior al acestuia. Embrionul reprezint„ Óntre 2˜3% din total. La m„ciniº germenele se separ„ odat„ cu t„r‚˛a sau se extrage Ón mod separat.

Propor˛ia p„r˛ilor componente ale bobului de gr‚u ca de altfel ºi ale celorlalte cereale, constituie elemente principale, at‚t pentru tehnologia de prelucrare a cerealelor c‚t ºi pentru aportul pe care Ól aduce fiecare din aceste p„r˛i la valoarea alimentar„ a produselor finite.

Orzul este o cereal„ din familia Graminaceae, r„sp‚ndit„ Ón toat„ Europa. Se foloseºte Ón alimenta˛ia omului ca f„inuri ºi arpacaº ºi a animalelor ca furaj, precum ºi Ón scopuri industriale la fabricarea amidonului, alcoolului, dextrinei, glucozei, berii, precum ºi pentru prepararea unor f„inuri ºi produse Ón amestec cu f„ina de gr‚u, orez, secar„ ºi porumb.

Bobul de orz poate fi Ómbr„cat sau golaº, de culoare galben aurie, galben deschis, galben roºcat sau cenuºiu. Structura endospermului poate fi total sau par˛ial sticloas„. Œn medie p„r˛ile componente ale orzului sunt: 76,5% endosperm, 13% pleav„, 7,5% aleuron ºi 3% embrion.

Ov„zul este o plant„ anual„ din familia gramineelor cu fructul fusiform, Ómbr„cat Ón palee, cu un ºan˛ pe fa˛a inferioar„, acoperit pe toat„ suprafa˛a cu periºori scur˛i ºi fini. P„r˛ile componente ale ov„zului cuprind urm„toarele propor˛ii medii: 25% pleav„, 3˜4% Ónveliº, 1,4% stratul aleuronic, 3% embrion, 54% endosperm.

Œn afar„ de industria alcoolului, ov„zul este folosit la fabricarea crupelor sub form„ granular„, sau fulgi ºi mai rar la fabricarea unor sorturi de f„in„ care Ómpreun„ cu f„ina de gr‚u, secar„ sau orz intr„ Ón compozi˛ia unor sortimente de panifica˛ie. Produsele de ov„z sunt destinate Ón special copiilor, v‚rstnicilor ºi Ón unele cazuri intr„ Ón dieta unor persoane suferinde.

1.2.3. Cartofii Originar din America de Sud, cartoful (Solanum tuberosum) este o plant„ erbacee anual„, care se cultiv„ bine Ón

zonele cu clim„ temperat„ ºi soluri nisipoase. Œn Rom‚nia se produc urm„toarele soiuri timpurii: Ostora, Sitema, Jaerla, Cobler, Carpatin; semitimpurii: Urgenta, Bintje, Braºoveanu, G¸lbaba; semit‚rzii: DesirÈe, Colina, M„gura; t‚rzii: Merkur, Ora, Eba ºi Uran.

Œn ˛ara noastr„ se foloseºte la fabricarea alcoolului excedentul de cartofi industriali rezulta˛i din regiunile mai importante de cultivare (jude˛ele Suceava, Covasna, Harghita, º.a.). Pentru industrializare se prefer„ soiurile tardive de cartofi, cu o perioad„ mai lung„ de vegeta˛ie, de circa 130 zile, care acumuleaz„ o cantitate mai mare de amidon ºi au o rezisten˛„ mai bun„ la depozitare. Pentru fabricarea alcoolului intereseaz„ Ón primul r‚nd con˛inutul Ón amidon, care variaz„ Óntre 14 ºi 22%.

La recep˛ia cerealelor ºi cartofilor se determin„ con˛inutul Ón amidon prin metoda polarimetric„ (Ewers), Ón cazul cerealelor, ºi cu ajutorul balan˛elor de amidon, Ón cazul cartofilor (Reimann, Parow, Eckert) (Eckert, 1987; Goslich, 1984). Œn locul con˛inutului Ón amidon se foloseºte Ón prezent termenul de Ñsubstan˛„ fermentescibil„î, care rezult„ prin hidroliza total„ a materiei prime cu enzime adecvate ºi determinarea glucozei formate prin metoda enzimatic„ (Senn, 1988).

3. MATERII AUXILIARE ™I UTILITÃfiI FOLOSITE LA FABRICAREA ALCOOLULUI ™I ADROJDIEI

4

Principalele materii auxiliare care intervin Ón procesul tehnologic de fabricare a alcoolului ºi drojdiei sunt: mal˛ul verde, preparatele enzimatice microbiene, substan˛ele nutritive, acidul sulfuric, factorii de creºtere, antispuman˛ii, substan˛ele antiseptice ºi dezinfectante. Dintre principalele utilit„˛i se pot men˛iona apa ºi aerul tehnologic.

2.1. MATERII AUXILIARE 2.1.1. Mal˛ul verde

Mal˛ul verde este folosit Ón tehnologia alcoolului din materii prime amidonoase ca agent de zaharificare, datorit„ enzimelor amilolitice acumulate Ón timpul germin„rii. Fabricarea mal˛ului verde pentru alcool este mai simpl„ Ón compara˛ie cu producerea mal˛ului pentru bere, deoarece Ón acest caz intereseaz„ Ón principal ob˛inerea unei activit„˛i amilazice c‚t mai ridicate. Procesul tehnologic de ob˛inere a mal˛ului verde este asem„n„tor cu mal˛ul pentru bere, dar durata de germinare este mai mare.

Se foloseºte pentru con˛inutul s„u Ón enzime amilolitice, enzime de lichefiere ºi zaharificare a pl„mezilor. Din punct de vedere al calit„˛ii, mal˛ul verde se apreciaz„ dup„: - aspectul exterior;- activitatea ·- amilazic„ (unit„˛i SKB care reprezint„ grame de amidon solubil, dextrinizat de c„tre 1 g mal˛

verde, timp de 60 minute, la 200C, Ón prezen˛a unui exces de ‚- amilaz„); - activitatea ‚-amilazic„ (unit„˛i Windisch-Kolbach ñ 0WK), care reprezint„ grame de maltoz„ rezultat„ prin

ac˛iunea extractului provenit din 100 g mal˛ verde asupra unei solu˛ii de amidon solubil 2%, Ón timp de 30 minute, la 200C ºi la pH = 7,4.

Dozarea ra˛ional„ a mal˛ului verde la zaharificarea pl„mezilor din materii prime amidonoase trebuie s„ se fac„ Ón func˛ie de capacitatea sa amilolitic„

Œntruc‚t de obicei ac˛ioneaz„ ca factor limitativ activitatea ·-amilazei, aceasta este cea care se ia Ón calcul la stabilirea cantit„˛ii necesare de mal˛ verde.

Astfel, Ón func˛ie de activitatea ·-amilazic„ a mal˛ului verde se poate calcula cantitatea necesar„ cu ajutorul formulei lui Pieper:

Mv = Ca A

, Ón care:100 ·

Mv ñ cantitatea de mal˛ verde necesar„ pentru 100 kg materie prim„ amidonoas„, Ón kg;

Ca ñ cifra de amilaz„, constant„ specific„ pentru fiecare tip de materie prim„ ( de exemplu, C

a = 1054 pentru porumb ºi C

a = 1001 pentru gr‚u); A ñ con˛inutul Ón amidon al materiei prime , Ón %; · ñ activitatea ·-amilazic„ a mal˛ului verde Ón SKB.

Plec‚nd de la aceast„ formul„, Pieper a Óntocmit tabele care indic„ cantit„˛ile optime de mal˛ verde pentru diferite materii prime amidonoase, Ón func˛ie de con˛inutul de amidon ºi de activitatea ·-amilazic„. Exemplu de calcul. Pentru un porumb cu 60% amidon ºi un mal˛ verde cu activitatea ·-amilazic„ de 50 unit„˛i SKB, cantitatea de mal˛ verde necesar„ va fi:

Mv = 1054 60

= 12,6 kg/100kg porumb100 50

M„run˛irea mal˛ului verde. Œnainte de utilizarea sa la zaharificare, mal˛ul verde trebuie s„ fie c‚t mai bine m„run˛it, astfel Ónc‚t enzimele s„ fie trecute integral Ón solu˛ie ºi s„ poat„ ac˛iona c‚t mai repede asupra amidonului Ón cadrul opera˛iei de zaharificare.

M„run˛irea mal˛ului se poate efectua Ón dou„ moduri: - Ón stare uscat„ ñ cu ajutorul zdrobitoarelor cu val˛uri ºi a maºinilor de tocat cu cu˛ite;- Ón stare umed„ ñ cu ajutorul morilor centrifugale sau a morilor cu ciocane, c‚nd se adaug„ ap„ la m„cinare.

M„cinarea uscat„ este un procedeu mai vechi, care nu se mai practic„ Ón prezent Ón fabricile de alcool datorit„ manoperei ridicate ºi faptului c„ Ón timpul m„cin„rii produsul se Ónc„lzeºte, favoriz‚ndu-se dezvoltarea microorganismelor aderente. Aceste dezavantaje se elimin„ prin m„run˛irea umed„ a mal˛ului prin care se realizeaz„, Ón afar„ de opera˛ia de m„run˛ire propriu-zis„ ºi trecerea enzimelor Ón solu˛ie.

Pentru m„cinarea a 100 kg mal˛ verde sunt necesare 250-300 l ap„. Pentru a se evita contaminarea cu microorganisme Ón cursul zaharific„rii datorit„ Ónc„rc„turii microbiologice a mal˛ului verde, laptele de slad ob˛inut se poate dezinfecta prin adaos de solu˛ie de formalin„ 10% Ón cantitate de circa 3 litri la 1000 l lapte de slad cu cel pu˛in 30 minute Ónainte de utilizare. Aldehida formic„ este eficient„ numai Ón primele ore de fermentare, deoarece Ón continuare este oxidat„ p‚n„ la acid formic sau redus„ p‚n„ la metanol.

2.1.2. Preparatele enzimatice microbiene Œnsuºirea anumitor mucegaiuri ºi bacterii de a produce Ón cursul dezvolt„rii lor, ca de altfel ºi cerealele

care germineaz„, enzime amilolitice este de mult timp cunoscut„ Ón ˛„rile din Asia, Ón special Japonia ºi China. Astfel pentru prepararea b„uturii sake din orez se foloseºte un amestec de mucegaiuri produc„toare de enzime.

Primul procedeu de zaharificare a porumbului pentru ob˛inerea alcoolului, care s-a bazat pe folosirea enzimelor microbiene, procedeul Amylo, a ap„rut la sf‚rºitul secolului trecut Ón Fran˛a, servindu-se de o cultur„ pur„ din mucegai Amylomyces rouxii, ca agent de zaharificare Ón locul mal˛ului. La scurt timp, japonezul

5

Takamin a ob˛inut pe un mediu cu t„r‚˛e de gr‚u prin cultivarea mucegaiului Aspergillus oryzae, a unui preparat enzimatic brut, din care, prin extrac˛ie cu ap„ ºi precipitare cu etanol, a rezultat un preparat enzimatic brut cu activitatea amilazic„ ridicat„ denumit takadiastaz„.

Aceste rezultate au reprezentat Ónceputul fabric„rii enzimelor tehnice din microorganisme. Odat„ cu apari˛ia procedeelor submerse de cultivare a mucegaiurilor ºi bacteriilor dup„ 1945 s-a creat posibilitatea de a se ob˛ine enzime microbiene la scar„ industrial„ mare.

Preparatele enzimatice de origine microbian„ care trebuie s„ con˛in„ enzimele de degradare a amidonului la glucide fermentescibile, se pot utiliza Ón urm„toarele scopuri: - pentru lichefierea prealabil„ a materiilor prime Ón vederea zaharific„rii;- pentru Ónlocuirea par˛ial„ a mal˛ului;- pentru Ónlocuirea total„ a mal˛ului.

Œn compara˛ie cu mal˛ul verde, ele prezint„ urm„toarele avantaje:- activitate enzimatic„ standardizat„, care se modific„ pu˛in la depozitare;- sunt mai s„race Ón microorganisme d„un„toare;- se ob˛in randamente mai ridicate Ón alcool deoarece pot hidroliza ºi alte poliglucide;- sunt necesare spa˛ii mai reduse de depozitare ºi transport;- se economisesc cheltuieli legate de producerea ºi m„run˛irea mal˛ului verde.

Pentru ob˛inerea de preparate enzimatice se folosesc microorganisme din genul Bacillus cu speciile Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus sthearothermophillus, care produc ·-amilaze termorezistente, active chiar la 90˜1000C, astfel fermenta˛ia este protejat„ ºi sunt inactivate microorganismele contaminante. Mucegaiurile selec˛ionate pot produce ·-amilaze ºi glucoamilaze folosite pentru zaharificarea pl„mezilor amidonoase sub form„ de preparate brute. Se folosesc mucegaiuri din genul Aspergillus cu speciile Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus awamori, Aspergillus usamii. Poate produce glucoamilaze ºi drojdia Saccharomycopsis fibuligera (Endomycopsis fibuliger).

Preparatele enzimatice brute se adaug„ Ón propor˛ie de circa 10% Ón pl„mada ce urmeaz„ a fi zaharificat„, care trebuie r„cit„ la temperatura de 600C. La aceast„ temperatur„ se men˛ine o pauz„ de zaharificare de o or„ dup„ care se r„ceºte pl„mada la 25˜300C ºi se Óns„m‚n˛eaz„ cu drojdie.

Creºterea de randament Ón alcool care se ob˛ine prin folosirea preparatelor enzimatice microbiene se datoreaz„ faptului c„ acestea hidrolizeaz„ p‚n„ la glucide fermentescibile, substan˛e care Ón mod normal la zaharificare cu mal˛ nu sufer„ transform„ri. Exist„ chiar anumite materii prime ( exemplu, f„ina de manioc) la care numai prin folosirea de preparate enzimatice microbiene se poate asigura o bun„ zaharificare ºi randamente optime Ón alcool.

Este Óns„ necesar ca la utilizarea lor s„ se ˛in„ seama de condi˛iile optime de ac˛iune (pH, temperatur„) Ón func˛ie de tipul de enzime pe care le con˛in, astfel Ónc‚t poten˛ialul lor enzimatic s„ fie folosit integral.

Exist„ mai multe firme care comercializeaz„ Ón prezent preparate enzimatice de origine microbian„ cu utilizare Ón industria alcoolului: NOVO-NORDINSK (Danemarca), AMB-MANCHESTER (Marea Britanie), SOLVAY-HANOVRA (Germania). Fiecare produs comercializat este Ónso˛it de o fiº„ tehnic„ Ón care sunt prezentate caracteristicile principale, domeniul de activitate enzimatic„, doza de folosire ºi condi˛iile de depozitare ºi p„strare.

Œn afar„ de preparatele enzimatice amilolitice prezentate, se mai pot folosi, Ón func˛ie de materiile prime prelucrate, ºi alte preparate enzimatice: proteaze, ‚-glucanaze, pentozanaze, º.a.

2.1.3. Substan˛e nutritive ºi factori de creºtere At‚t la fabricarea alcoolului c‚t ºi a drojdiilor este necesar„ ad„ugarea de substan˛e nutritive care con˛in azot,

fosfor, magneziu, º.a., c‚t ºi factori de creºtere pentru a compensa deficitul substratului Ón aceste substan˛e necesare Ón cantit„˛i bine determinate pentru nutri˛ia drojdiei.

Sulfatul de amoniu, (NH4)2SO4, se utilizeaz„ ca surs„ de azot asimilabil. Este o pulbere alb-g„lbuie, cristalin„, solubil„ Ón ap„, care se prepar„ industrial prin tratarea acidului sulfuric cu amoniac gazos. Con˛inutul de azot variaz„ Óntre 20˜21%.

Fosfatul diamoniacal tehnic (Óngr„º„m‚ntul complex), se utilizeaz„ ca surs„ de fosfor ºi azot asimilabil Ón procesul de multilplicare a drojdiei. Este un amestec de mono ºi diamonofosfa˛i, (NH4)H2PO4 ºi (NH4)2HPO4, cu un con˛inut foarte ridicat de fosfor (54% P2O5) ºi de azot (21% N2). Este solubil Ón ap„ (42 g/100 ml la 250C, 47,5 g/100 ml la 500C ºi 51,5 g/100 ml la 700C). Este insolubil Ón alcool etilic. Solu˛ia apoas„ 1% are pH-ul = 4,7, iar solu˛ia saturat„ are pH-ul = 3,1. Produsul trebuie s„ con˛in„ minimum 95 % substan˛„ pur„, max. 3 mg As/kg, max. 10 mg Pb/kg ºi max. 20 mg/kg alte metale grele.

Sulfatul de magneziu (MgSO4 · 7H2O), se utilizeaz„ ca surs„ de magneziu la multiplicarea drojdiei. Produsul pulbere trebuie s„ con˛in„ 16,3% MgO ºi s„ nu con˛in„ arsen mai mult de 0,0005%.

Amoniacul se comercializeaz„ sub form„ de solu˛ie de amoniac de sintez„ dizolvat Ón ap„, cu o concentra˛ie minim„ de 25%. Se utilizeaz„ ca surs„ de azot ºi pentru corectarea pH-ului. Amoniacul se adaug„, de regul„, sub form„ de ap„ amoniacal„ ob˛inut„ prin diluarea amoniacului cu ap„ Ón raport de 1:5.

Superfosfatul de calciu se ob˛ine prin tratarea f„inii de oase cu acid sulfuric ºi este un amestec format din 3 moli de fosfat monocalcic ºi 7 moli sulfat de calciu. Este o surs„ de fosfor ce con˛ine 16˜18% P2O5. Con˛inutul Ón arsen trebuie s„ fie de maximum 0,006%.

6

Ureea este o sare solubil„ Ón ap„ ce con˛ine circa 46% azot din s.u., utiliz‚ndu-se sub form„ de solu˛ie prin diluare cu ap„ Ón cantitate de 10˜12 litri la 1 kg de substan˛„.

Acidul ortofosforic (H3PO4) se utilizeaz„ ca surs„ de fosfor ºi pentru reglarea pH-ului pl„mezilor. Œn industria drojdiei de panifica˛ie se utilizeaz„ H3PO4 tehnic, care s„ con˛in„ minimum 73% H3PO4 ºi maximum 0,0001% As.

Clorura de potasiu (KCl) se foloseºte pentru corectarea pl„mezilor de melas„ Ón potasiu. Trebuie s„ con˛in„ minimum 57˜60% KCl pur„.

Factorii de creºtere. Pentru multiplicare, drojdiile sunt dependente de prezen˛a Ón mediul de cultur„ a unor substan˛e numite factori de creºtere.

Biotina intervine Ón multe din reac˛iile metabolismului glucidelor ºi azotului ºi Ón biosinteza proteic„ (Ón carboxilarea acidului piruvic, Ón sinteza acizilor nucleici, Ón formarea bazelor purinice ºi pirimidinice) ºi Ón sinteza acizilor graºi.

Celula de drojdie nu este capabil„ s„ sintetizeze biotina, dar prezen˛a ei Ón mediu este necondi˛ionat legat„ de o produc˛ie rentabil„. Cerin˛a drojdiei Ón biotin„ scade par˛ial la prezen˛a Ón mediu a aminoacizilor dicarboxilici (acid aspartic ºi acid glutamic). Eficacitatea aminoacizilor se m„reºte Ón condi˛ii de aerare intens„. De exemplu, dac„ la aerarea slab„ a mediului, care con˛ine aminoacizi dicarboxilici, la 100 g drojdie sunt necesare 200 Ïg biotin„, atunci Ón condi˛ii de aerare intens„ sunt suficiente 50 Ïg. Œn melas„ biotina se g„seºte Ón cantitate de aproximativ 80 Ïg/kg. Acizii graºi, satura˛i si nesatura˛i cu lan˛ de 16 si 18 atomi de C ºi esterii lor etilici ad„uga˛i Ómpreun„ cu acidul aspartic sunt capabili s„ Ónlocuiasc„ biotina Ón creºterea drojdiilor de panifica˛ie Ón condi˛ii aerobe.

Acidul pantotenic influen˛eaz„ metabolismul drojdiilor at‚t Ón condi˛ii aerobe c‚t ºi anaerobe. El particip„ Ón transferul grup„rii acyl, ca un component al coenzimei A, Ón metabolismul glucidelor ºi al acizilor graºi. Vitamina B3 este unul din cei mai importan˛i stimulatori ai creºterii ºi activit„˛ii fermentative a drojdiilor. Ea se g„seºte Ón melas„ Ón cantit„˛i suficiente (50 ppm).

Inositolul stimuleaz„ creºterea drojdiilor, deficitul Ón inositol produc‚nd o sl„bire a metabolismului glucozei at‚t Ón condi˛ii aerobe c‚t ºi anaerobe. Inositolul, Ón special ataºat de lipide, ac˛ioneaz„ ca un component structural. Activitatea fosfofructokinazei este afectat„ de deficitul Ón inositol (Ghosh si Bhattacharyya, 1967).

Tiamina catalizeaz„ decarboxilarea acizilor ·-cetonici, ca acidul piruvic, acidul ·-cetoglutaric, are un rol fundamental Ón metabolismul aerob al glucidelor. Derivatul tiaminei, tiamino-pirofosfatul este cofactor pentru multe enzime, care catalizeaz„ procesele de decarboxilare: piruvatdecarboxilaza, piruvat-dehidrogenaza. Celula de drojdie este capabil„ s„ sintetizeze tiamina Ón prezen˛a ATP ºi ionilor de magneziu, totuºi adaosul de tiamin„ Ón mediu stimuleaz„ suplimentar creºterea culturii. Tiamina este termostabil„ rezist‚nd la sterilizarea mediului.

Piridoxina particip„ la decarboxilarea, dezaminarea ºi transaminarea aminoacizilor absorbi˛i, iar acidul paraaminobenzoic la fixarea polipeptidelor.

Riboflavina este sintetizat„ de c„tre toate drojdiile. Deriva˛ii riboflavinei, cum ar fi flavinadenindinucleotidul (FAD), flavinmono-nucleotidul(FMN) ºi al˛ii, sunt cofactorii multor oxidoreductaze ºi joac„ un rol important Ón reac˛iile de oxidoreducere. Riboflavina este termostabil„. Atunci c‚nd celulele de drojdie de panifica˛ie sunt transferate din condi˛ii anaerobe de cultur„ Ón condi˛ii aerobe, Ón timpul propag„rii industriale, con˛inutul de riboflavin„ creºte, iar creºterea este maxim„ Ón faza de creºtere semiaerob„.

Produse biostimulatoare. Extractul de porumb. Extractul de porumb ob˛inut prin concentrarea apelor de Ónmuiere ale porumbului ºi ob˛inerea de amidon poate fi o surs„ de microelemente ºi vitamine din grupul B. Compozi˛ia sa este prezentat„ Ón tabelul 9. Œn extract se afl„ aminoacizi cu rol de biostimulatori ºi vitamine, dintre care biotina este prezent„ Ón cantit„˛i apreciabile (150˜200 mg/100 g).

Extractul de porumb folosit la fabricarea drojdiei de panifica˛ie cu un consum de 60 kg/t melas„, poate creºte productivitatea cu 4˜6%, Ón schimb prezint„ inconvenientul c„ este un produs deficitar ºi este folosit preponderent Ón industria antibioticelor. Se constat„ de asemenea c„ proteinele din extract pot lega biotina Óntr-o form„ inaccesibil„ pentru celula de drojdie.

Extractul apos din radicele de mal˛. Prin ob˛inerea de extracte 1:10 ºi p„strare 2 ore la 500C ºi filtrare, filtratul poate con˛ine 1,9% glucide/s.u. ºi 2,3% azot solubil/s.u. Prin concentrare la 50% substan˛„ uscat„ se poate conserva. Radicelele de mal˛ con˛in vitamine din grupul B, vitamina E, provitaminele A ºi D, biotin„ ºi aminoacizi cu rol biostimulativ

Germeni de cereale (gr‚u ºi porumb). Germenii de cereale sunt subproduse rezultate din procesul de m„cinare, Ón propor˛ie de p‚n„ la 10% din greutatea cerealelor supuse prelucr„rii.

Germenii de cereale con˛in pe l‚ng„ lipide, protide, numeroase substan˛e care Óndeplinesc rolul de factori de creºtere pentru drojdii (vitamine ºi aminoacizi), ºi con˛in Ón cenuº„, microelemente cu rol de activatori ai enzimelor celulare participante la metabolismul fermentativ/oxidativ al drojdiei (tabelul 11).

Germenii de gr‚u sunt utiliza˛i ºi ca surs„ de vitamin„ E. Valorificarea principal„ a germenilor de porumb o constituie extragerea uleiului care are un con˛inut ridicat de acid linoleic ºi, prin aceasta, propriet„˛i dietetice.

Germenii de porumb se caracterizeaz„ ºi prin con˛inut deosebit de valoros Ón substan˛e minerale, cu rol de biostimulatori (tabelul 12).

7

2.1.4. Acidul sulfuric Acidul sulfuric se utilizeaz„ pentru corectarea Ph-ului mediilor de cultur„. Are o concentra˛ie de circa 96˜98%

substan˛„ pur„. Se foloseºte acid sulfuric ob˛inut prin procedeul de contact care con˛ine o cantitate redus„ de arsen de max. 10 mg/kg. Œntruc‚t la diluarea acidului sulfuric se dezvolt„ o cantitate mare de c„ldur„ este interzis s„ se toarne ap„ Ón acid, ci Ón mod treptat acid Ón ap„, sub agitare.

2.1.5. Substan˛ele antispumante La fabricarea alcoolului ºi Ón special a drojdiei de panifica˛ie ºi furajere se formeaz„ cantit„˛i mari de

spum„ datorit„ coloizilor din melas„ care se dispun la suprafa˛a bulelor de aer care barboteaz„ Ón mediu, stabiliz‚nd spuma format„. Cu c‚t melasa este mai bogat„ Ón substan˛e coloidale ºi deci insuficient limpezit„ cu at‚t cantitatea de spum„ format„ este mai mare.

Substan˛ele antispumante se utilizeaz„ pentru Ómpiedicarea form„rii spumei sau pentru distrugerea spumei deja formate. Ca antispuman˛i se utilizeaz„ acidul oleic, uleiul siliconic, octadecanolul, polipropilenglicolul, hidrocarburi parafinice, º.a.

Substan˛ele antispumante folosite trebuie s„ fie inofensive pentru drojdie sau chiar asimilabile, s„ nu produc„ murd„rirea utilajelor ºi conductelor tehnologice ºi s„ nu influen˛eze negativ asupra aspectului exterior, gustului ºi mirosului drojdiei de panifica˛ie.

2.1.6. Substan˛ele antiseptice ºi dezinfectante At‚t la fabricarea alcoolului c‚t ºi a drojdiei sunt folosite o serie de substan˛e cu ac˛iune antiseptic„ sau

dezinfectant„. Substan˛ele antiseptice se folosesc pentru combaterea microorganismelor de contaminare Ón cursul

fermenta˛iei pl„mezilor, Ón doze bine stabilite, la care s„ nu fie influen˛at„ negativ activitatea fermentativ„ a drojdiei.

Dintre antisepticii mai des utiliza˛i sunt acidul sulfuric, formalina ºi pentaclorfenolatul de sodiu. Prin ad„ugare de acid sulfuric Ón pl„mezile de drojdie se creeaz„ o aciditate ridicat„ care inhib„

dezvoltarea bacteriilor de contaminare, Ón timp ce activitatea drojdiei este pu˛in influen˛at„. Prin tratarea laptelui de drojdie cu acid sulfuric p‚n„ la un pH sc„zut de 2,0˜2,4 se realizeaz„, de asemenea, o purificare a drojdiei Ón vederea Óns„m‚n˛„rii.

Formalina se foloseºte ca antiseptic Ón special la fermentarea pl„mezilor din cereale ºi cartofi, fiind utilizat„ Ón doze de 0,015˜0,02% fa˛„ de pl„mad„.

Pentaclorfenolatul de sodiu se utilizeaz„ ca antiseptic la fermentarea pl„mezilor de melas„ Ón cantit„˛i de 60˜90 g/tona de melas„, sub forma unei solu˛ii alcoolice cu concentra˛ia de 12˜17% substan˛„ pur„. Prin adaos de pentaclorfenolat de sodiu se pot fermenta pl„mezile din melas„ f„r„ sterilizare termic„. Nu se recomand„ folosirea acestui antiseptic atunci c‚nd din borhotul ob˛inut de la fabricarea alcoolului din melas„ urmeaz„ s„ se produc„ drojdie furajer„, deoarece antisepticul se acumuleaz„ Ón drojdie ºi este d„un„tor pentru animale ºi p„s„ri.

Substan˛ele dezinfectante cele mai des utilizate pentru combaterea microflorei de contaminare la fabricarea alcoolului ºi a drojdiei sunt: formalina, clorura de var, laptele de var, soda caustic„ ºi soda calcinat„.

Formalina se foloseºte ca dezinfectant Ón solu˛ii cu concentra˛ia de 3˜5% aldehid„ formic„ ºi chiar p‚n„ la 10% pentru dezinfectarea conductelor ºi utilajelor tehnologice. Fiind o substan˛„ volatil„, se sporeºte eficien˛a ei prin introducere de abur Ón urma tratamentului cu formalin„.

Clorura de var se foloseºte sub form„ de suspensie Ón ap„ cu concentra˛ia de 1-3%, cu care se stropeºte suprafe˛ele utilajelor ºi Ónc„perilor tehnologice. Celelalte substan˛e se folosesc Ón concentra˛ii asem„n„toare de 1,5˜5%.

2.1.7. Alte materii auxiliare Substan˛e chimice utilizate pentru creºterea perioadei de p„strare a calit„˛ii drojdiei:

▪ Acid lactic concentrat (90%), ob˛inut prin sintez„ industrial„. Œn industria alimentar„ se foloseºte ca agent de acidifiere la ob˛inerea sucurilor, esen˛elor ºi produselor de patiserie, la conservarea c„rnii, peºtelui, legumelor ºi a m„slinelor verzi, pentru corectarea pH-ului pl„mezilor Ón tehnologii fermentative.

▪ Acidul ascorbic, agent reduc„tor utilizat Ón panifica˛ie, pentru Ómbun„t„˛irea elasticit„˛ii ºi rezisten˛ei aluatului Ón condi˛iile folosirii f„inurilor slabe. Se mai foloseºte ca antioxidant la ob˛inerea conservelor din fructe ºi legume, sucurilor ºi nectarurilor de fructe, Ón doze variate care ajung p‚n„ la 1000 mg/kg produs conservat.

▪ Acid acetic concentrat (96%), ob˛inut prin distilarea lemnului, precum ºi prin sintez„ din acetilen„, prin intermediul aldehidei acetice. Industria alimentar„ consum„ mari cantit„˛i de acid acetic, drept conservant ºi condiment, doza maxim„ admis„ fiind de 40 g/kg conserve (conservarea legumelor, fabricarea dressingurilor pentru salate, a sosurilor, maionezelor, semiconservelor de peºte de tip marinate, a salamurilor uscate cu aciditate mai mare).

▪ Acidul formic. Adaosul unei cantit„˛i mici de acid formic ºi formiat de sodiu conduce la accelerarea respira˛iei aerobe ºi fermenta˛iei anaerobe a drojdiei de panifica˛ie, de bere. Se mai utilizeaz„ ca antiseptic pentru conservarea sucurilor de fructe, fiind permis Ón concentra˛ii de 0,25%, pentru

8

conservarea icrelor de peºte Ón concentra˛ii de 1000 mg/kg ºi pentru dezinfec˛ia recipien˛ilor Ón industria vinului.

▪ Apa oxigenat„ se foloseºte ca dezinfectant (solu˛ie 3% Ón ap„). Œn concentra˛ie de 30% Ón ap„ poart„denumirea de perhidrol.

▪ Benzoatul de sodiu se utilizeaz„ drept conservant la fabricarea maionezei, margarinei, conservelor de legume ºi fructe Ón doze p‚n„ la 1000 mg/kg. Produsul pentru uz alimentar trebuie s„ con˛in„ minimum 99,5% C7H5NaO2.

▪ Bisulfitul de sodiu, utilizat Ón industria alimentar„ la fabricarea cartofilor pr„ji˛i congela˛i (50 mg/kg), a sucurilor concentrate de fructe (500 mg/kg).

▪ Clorura de amoniu ▪ Clorura de magneziu ▪ Iodatul de potasiu se foloseºte Ón industria panifica˛iei ca agent de oxidare (0,0075 p„r˛i Ón greutate

KIO3 la 100 p„r˛i Ón greutate f„in„). Este solubil Ón ap„ ºi insolubil Ón alcool (Banu, C. et al., 1985). 2.2. UTILITÃfiI

2.2.1. Apa Este folosit„ Ón cantit„˛i mari at‚t ca ap„ tehnologic„ pentru diluarea melasei ºi a acidului sulfuric,

dizolvarea substan˛elor nutritive ºi sp„larea biomasei de drojdie, sp„larea utilajelor, c‚t ºi ca ap„ de r„cire a linurilor de fermentare ºi multiplicare a drojdiilor.

Apa tehnologic„ trebuie s„ Óndeplineasc„ condi˛iile unei ape potabile. Apa folosit„ Ón opera˛ii f„r„ transfer de c„ldur„, Óndeosebi la sp„l„ri, f„r„ tratare cu dezinfectan˛i trebuie s„ aib„ un grad de puritate microbiologic„ ridicat. Con˛inutul mare de s„ruri din ap„ influen˛eaz„ negativ Ónmul˛irea drojdiei.

Œn industria alcoolului, concentra˛ia impurit„˛ilor din ap„ ºi propriet„˛ile lor influen˛eaz„ decisiv procesul tehnologic al producerii alcoolului. Clasificarea apei din punct de vedere al compatibilit„˛ii sale cu producerea alcoolului este dat„ Ón tabelul 13. Apa folosit„ la fabricarea drojdiei de panifica˛ie nu trebuie s„ con˛in„ amoniac, hidrogen sulfurat, con˛inutul Ón oxid de calciu ºi oxid de magneziu nu trebuie s„ dep„ºeasc„ 180˜200 mg/l, iar con˛inutul Ón substan˛e organice s„ fie sub 40˜50 mg/l. Apa este supus„ ºi unui control microbiologic pentru stabilirea con˛inutului Ón germeni d„un„tori fermenta˛iei: bacterii lactice, drojdii s„lbatice, bacterii coliforme, º.a. Œn tabelul 14 sunt prezenta˛i indicatorii de calitate ai apei pentru ob˛inerea drojdiei de panifica˛ie. Œn ceea ce priveºte apa de r„cire, care ocup„ o pondere foarte mare Ón consumul de ap„ Ón fabricile de alcool ºi drojdie, aceasta nu trebuie s„ Óndeplineasc„ condi˛iile apei potabile. Se cere Óns„ s„ aib„ o temperatur„ ºi o duritate c‚t mai sc„zute. Cu c‚t temperatura apei de r„cire este mai sc„zut„ cu at‚t este necesar un consum mai mic de ap„. Apa cu duritate mare depune piatr„ pe suprafe˛ele de schimb de c„ldur„ micºor‚nd astfel coeficientul de transfer de c„ldur„, ceea ce necesit„ m„rirea debitului de ap„.

2.2.2. Aerul tehnologic Œn fabricile de alcool ºi drojdie aerul este folosit Ón primul r‚nd pentru asigurarea necesarului de oxigen

al drojdiei Ón cursul ferment„rii pl„mezilor din melas„ sau a multiplic„rii drojdiei de panifica˛ie sau a drojdiei furajere.

Aerul comprimat mai este utilizat pentru aerarea gr„mezilor Ón cursul germin„rii orzului pentru alcool ºi pentru transportul pneumatic al porumbului, orzului ºi a acidului sulfuric.

Pentru ob˛inerea aerului comprimat se folosesc compresoare, suflante de aer, turbosuflante. Ele trebuie s„ fie dimensionate Ónc‚t s„ poat„ acoperi necesarul de aer Ón orele de v‚rf de consum. Aerul este aspirat din zone cu aer mai curat ºi trecut mai Ónt‚i printr-un filtru grosier, dup„ care este sterilizat prin trecerea printr-un filtru cu vat„ ºi ulei bactericid. Œn cazurile Ón care nu se poate purifica Óntreaga cantitate de aer, este necesar ca cel pu˛in aerul folosit Ón sec˛ia de culturi pure s„ fie steril.

3. TEHNOLOGIA FABRICÃRII ALCOOLULUI DIN MELASÃ Ob˛inerea pl„mezilor fermentate din melas„ cuprinde trei etape principale:

- preg„tirea melasei pentru fermentare;- preg„tirea drojdiei pentru fermentare;- fermentarea pl„mezii principale.

Recep˛ia melasei const„ Ón verificarea greut„˛ii melasei Ónscrise Ón actul de transport de c„tre fabrica de zah„r furnizoare.

Prin recep˛ia calitativ„ se urm„reºte asigurarea aprovizion„rii fabricii cu melas„ de bun„ calitate. Principalele analize la care este supus„ melasa la recep˛ie sunt urm„toarele: aspectul, mirosul, consisten˛a, culoarea, pH, con˛inutul de substan˛„ uscat„, densitatea, con˛inutul de zah„r total ºi zah„r invertit, aciditatea volatil„, nitri˛ii ºi num„rul de microorganisme dintr-un gram de melas„.

Pentru reglementarea modului de plat„ al melasei s-a stabilit un nivel de referin˛„ al con˛inutului de zah„r. Astfel, pre˛ul unei tone de melas„ este fixat pentru un con˛inut de referin˛„ de 50% zaharoz„.

Depozitarea melasei se realizeaz„ Ón rezervoare metalice de capacitate cuprins„ Óntre 500˜2000 tone. Pentru a m„ri fluiditatea melasei se utilizeaz„ abur, at‚t pentru desc„rcarea din cisterne, c‚t ºi pentru alimentarea fabricii cu melas„ din rezervoarele de depozitare. Din jum„tate Ón jum„tate de metru, pe toat„ Ón„l˛imea, rezervorul de depozitare este prev„zut cu robinete pentru luarea probelor de melas„, probe care se preleveaz„ decadal.

9

Œn timpul depozit„rii, Ón masa de melas„ pot avea loc fenomene de degradare, datorit„ unor procese chimice ºi biochimice. Intensitatea cu care se produc aceste procese depinde, pe de o parte, de gradul de contaminare microbian„ ºi de compozi˛ia melasei, iar pe de alt„ parte de condi˛iile de depozitare.

Œn cazul depozit„rii Óndelungate a melasei, datorit„ proceselor biochimice care au loc, apar urm„toarele fenomene: - sc„derea con˛inutului Ón substan˛„ uscat„ ºi a cantit„˛ii de zah„r din melas„;- creºterea acidit„˛ii ºi a cantit„˛ii de zah„r invertit.

Aceste fenomene sunt inerente, chiar ºi Ón cazul melaselor normale, care la o depozitare Ón condi˛ii corespunz„toare, dup„ o perioad„ de trei luni, pierd circa 0,5% din masa ini˛ial„.

Pentru prevenirea pierderilor anormale, Ón timpul p„str„rii melasei, trebuie s„ se respecte urm„toarele condi˛ii de depozitare: - Ón rezervorul de depozitare trebuie s„ se introduc„ numai melas„ de calitate corespunz„toare;- melasa trebuie s„ fie depozitat„ Ón rezervoare Ónchise, cur„˛ate ºi dezinfectate;- trebuie s„ se evite diluarea melasei cu ap„ provenit„ din precipita˛ii, deoarece la o concentra˛ie sc„zut„ Ón

substan˛„ uscat„ (sub 700Bx) Óncep fenomenele de fermenta˛ie;- Ón timpul lunilor cu temperatur„ ridicat„ trebuie s„ se urm„reasc„ temperatura Ón rezervor, astfel Ónc‚t

aceasta s„ nu dep„ºeasc„ 400C;- laboratorul fabricii trebuie s„ efectueze decadal controlul temperaturii, controlul fizico-chimic ºi lunar

controlul microbiologic al melasei.Depozitarea melasei. Melasa se depoziteaz„ Ón rezervoare metalice de capacitate cuprins„ Óntre

500˜2000 tone. Œn figura 2 este redat„ schema unei instala˛ii de desc„rcare ºi depozitare a melasei. Melasa din cisterna 1 este

Ónc„lzit„ cu abur direct prin conducta de abur 2. C‚nd melasa a devenit suficient de fluid„, se deschide ventilul de pe racordul de golire 3. Prin conducta 5, melasa ajunge Ón rezervorul de desc„rcare 6, care este amplasat sub nivelul solului.

Pompa 7, care poate fi cu ro˛i din˛ate sau cu piston, absoarbe melasa din rezervorul 6 ºi, prin conducta 8, o refuleaz„ pe la partea superioar„, Ón rezervorul de depozitare 9. Melasa este scoas„ din rezervorul de depozitare prin conducta 10 ºi, cu aceeaºi pomp„ 7 este recirculat„ sau prin racordul 11 este pompat„ Ón rezervorul din fabric„.

Œn timp de iarn„, c‚nd v‚scozitatea melasei este mare, pentru a uºura scurgerea acesteia din rezervorul de depozitare se Ónc„lzeºte cu abur indirect, prin serpentina 12, montat„ Ón dreptul orificiului de golire. Rezervorul de desc„rcare are capacitatea de 35˜40 m3, pentru a asigura golirea complet„ a dou„ cisterne de melas„.

La Ónceputul campaniei, Ónainte de introducerea melasei, rezervorul trebuie sp„lat ºi dezinfectat. Œn tot timpul depozit„rii melasei, capacul 13 de la partea superioar„ a rezervorului trebuie s„ fie Ónchis, pentru a nu

permite p„trunderea apei din precipita˛ii Ón melas„. Pentru m„surarea volumului de melas„, rezervorul de depozitare este prev„zut cu o rigl„ gradat„ 14,

montat„ vertical Ón exterior. Pe aceasta gliseaz„ un cursor indicator 15, care este pus Ón leg„tur„ printr-un cablu multifilar cu plutitorul 16.

Rigla gradat„ este marcat„ Ón centimetri, Óncep‚nd de la partea superioar„ spre baza rezervorului. C‚nd rezervorul de depozitare este plin, cursorul 15 se g„seºte la baza rezervorului.

Din jum„tate Ón jum„tate de metru, pe toat„ Ón„l˛imea, rezervorul de depozitare este prev„zut cu robinete pentru luarea probelor de melas„.

3.1. PREGÃTIREA MELASEI ŒN VEDEREA FERMENTAfiIEI Preg„tirea melasei Ón vederea fermenta˛iei cuprinde urm„toarele opera˛ii necesare pentru transformarea melasei

Óntr-un mediu fermentescibil de c„tre drojdie: - diluarea;- neutralizarea ºi acidularea;- ad„ugarea substan˛elor nutritive;- limpezirea melasei. Schematic instala˛ia de preg„tire a melasei pentru fermenta˛ie se prezint„ ca Ón figura 3.

Din rezervorul de depozitare exterior, melasa este pompat„ Ón rezervorul tampon 1, amplasat la nivelul cel mai de sus al sec˛iei. Melasa trece Ón continuare prin curgere liber„ Ón rezervorul 2 montat pe c‚ntarul 3 pentru stabilirea cantit„˛ii de melas„ prelucrat„. De aici se separ„ melasa pentru prefermentare, care este diluat„, acidulat„, corijat„ cu substan˛e nutritive ºi limpezit„ Ón vasele 4 ºi 5 ºi melasa pentru fermentare care este diluat„ Ón vasele 6 ºi 7 ºi apoi trece direct la fermentare f„r„ alte opera˛ii preg„titoare.

\3.1.1. Diluarea melasei Melasa ca atare este foarte v‚scoas„ ºi are un con˛inut ridicat de zah„r. Œn aceste condi˛ii, drojdiile nu pot

transforma zah„rul Ón alcool ºi dioxid de carbon. Pentru a realiza concentra˛ia optim„ de zah„r pentru drojdii ºi pentru a m„ri fluiditatea melasei, aceasta se dilueaz„ cu ap„ potabil„.

De obicei, Ón fabricile de alcool de melas„ se lucreaz„ cu dou„ pl„mezi: - pl„mada pentru prefermentare de 12˜160Bllg;- pl„mada pentru fermentare de 30˜340Bllg.

10

Œn practic„, melasa pentru prefermentare ºi pentru fermentare se dilueaz„ mai Ónt‚i la circa 600Bllg Ón vasele 4 ºi respectiv 6 prev„zute cu un racord pentru apa de diluare ºi cu un barbotor 8 prin care se introduce aer comprimat pentru omogenizare sau abur pentru sterilizare.

Œnainte de melas„ se introduce Ón vase ap„ Ón cantitatea necesar„ pentru a se ajunge la 600Bllg ºi apoi se introduce melasa sub aerare pentru o amestecare c‚t mai bun„ cu ap„.

Œn vasul 4 destinat melasei pentru prefermentare se face Ón continuare acidularea melasei cu acid sulfuric, ad„ugarea de substan˛e nutritive, dup„ care melasa este trecut„ Ón vasul 5, diluat„ Ón continuare p‚n„ la 12˜160Bllg ºi limpezit„.

Melasa pentru fermentare de 600Bllg din vasul 6 trece Ón vasul 7 unde se face Ón continuare diluarea cu ap„ p‚n„ la 30˜340Bllg, limpezire ºi apoi trece la fermentare.

Œn practica industrial„, gradul de diluare al melasei se determin„ cu ajutorul zaharometrului Balling. Diluarea melasei de 600Bllg p‚n„ la concentra˛iile necesare pentru prefermentare ºi fermentare se poate face ºi cu

ajutorul unor eprubete de diluare montate pe conductele de melas„, formate dintr-o ˛eav„ cu diafragme Ón care intr„ pe la un cap„t melasa ºi lateral apa ºi eventual substan˛ele nutritive. Prin reglarea debitului de alimentare cu melas„ ºi ap„ se poate realiza concentra˛ia dorit„ a melasei diluate, iar prin dispunerea excentric„ a orificiilor diafragmelor se asigur„ o omogenizare cu ap„.

3.1.2. Neutralizarea ºi acidularea melasei Datorit„ reac˛iei uºor alcaline a melasei este necesar„ neutralizarea ºi acidularea acesteia p‚n„ la pH-ul de

fermenta˛ie de 4,5˜5, uneori chiar la un pH mai sc„zut. Aceast„ opera˛ie se execut„ Ón practic„ prin ad„ugare de acid sulfuric, realiz‚ndu-se astfel:

- un pH optim pentru activitatea drojdiilor;- acidul sulfuric Ón exces contribuie la limpezirea melasei, determin‚nd depunerea suspensiilor fine;- acidul sulfuric are rol de antiseptic, drojdiile fiind rezistente la pH-uri sc„zute, la care alte microorganisme

nu rezist„;- acidul sulfuric descompune nitri˛ii ºi sulfi˛ii care sunt substan˛e inhibitoare pentru drojdii.

Consumul de acid sulfuric total pentru neutralizare ºi acidulare este de 2˜7 litri acid sulfuric concentratpe tona de melas„.

Prin folosirea de antiseptici la fermentare se poate reduce cantitatea de acid sulfuric care este corosiv ºi se manipuleaz„ greu.

3.1.3. Ad„ugarea substan˛elor nutritive Pentru compensarea deficitului de azot asimilabil al melasei se pot folosi sulfatul de amoniu,

Óngr„º„m‚ntul complex, amoniac sau uree, care se adaug„ Ón propor˛ie de circa 0,1% azot fa˛„ de melas„. Necesarul de fosfor se poate asigura prin adaos de superfosfat de calciu sau Óngr„º„m‚nt complex Ón

doz„ de circa 0,2% P2O5 fa˛„ de melas„. Œn unele cazuri se adaug„ ºi Mg sub form„ de sulfat de magneziu Ón propor˛ie de 0,2˜0,8% MgSO 4 fa˛„

de melas„. Substan˛ele nutritive se adaug„ sub agitare ca solu˛ie limpede ob˛inut„ prin dizolvare sau sedimentare, numai Ón

melasa pentru prefermentare din vasul 4, calcul‚ndu-se Óns„ fa˛„ de Óntreaga cantitate de melas„ utilizat„ Ón procesul tehnologic.

3.1.4. Limpezirea ºi sterilizarea melasei Melasa acidulat„ ºi Ómbog„˛it„ Ón substan˛e nutritive este supus„ Ón continuare opera˛iei de limpezire,

prin depunerea coloizilor care au fost aduºi la punctul izoelectric ºi precipita˛i prin ad„ugarea acidului sulfuric. Astfel, ionii de hidrogen ai acidului sulfuric neutralizeaz„ sarcinile pozitive ale coloizilor favoriz‚nd procesul de limpezire.

Limpezirea cu acizi a melasei se poate realiza prin dou„ procedee: - procedeul la rece;- procedeul la cald.

Procedeul de limpezire la rece se foloseºte pentru melasele cu compozi˛ie normal„ ºi decurge astfel: melasa acidulat„ ºi corectat„ cu substan˛e nutritive, diluat„ la 12˜160Bllg Ón vasul 5, este l„sat„ s„ se limpezeasc„ prin sedimentarea suspensiilor ºi coloizilor precipita˛i timp de 12˜20 ore la rece, decant‚ndu-se melasa limpede de deasupra, care este trecut„ la prefermentare.

Limpezirea la cald a melasei este cea mai r„sp‚ndit„ metod„ de limpezire, Óntruc‚t se realizeaz„ concomitent ºi un efect de pasteurizare a melasei c‚t ºi Óndep„rtarea unor substan˛e d„un„toare drojdiei.

Œn acest scop, melasa diluat„ din vasul 5 se Ónc„lzeºte p‚n„ la fierbere prin barbotare de abur, dup„ care este l„sat„ s„ se limpezeasc„ timp de 8˜12 ore la temperaturi de 70˜900C. Pentru limpezirea melasei se mai pot folosi procedeele de cleire prin ad„ugare de bentonit„, º.a.

Melasele puternic contaminate se sterilizeaz„ timp de o or„ prin fierbere cu un adaos mai mare de acid sulfuric ºi sub agitare. Pentru oxidarea nitri˛ilor ºi sulfi˛ilor se poate ad„uga ºi clorur„ de var Ón cantitate de 0,6˜0,9 clor activ/tona de melas„.

Pentru limpezirea melasei se pot utiliza ºi separatoare centrifugale, realiz‚ndu-se o productivitatea mult mai mare, spa˛iu redus, fiind uºor de deservit. Ele Óns„ nu pot Ónlocui metoda de limpezire Ón mediu acid la cald, mai ales Ón cazul melaselor defecte.

11

Cantitatea de sediment rezultat„ dup„ limpezirea melaselor normale este de 0,3˜0,5%. Limpezirea melasei pentru preg„tirea drojdiei ºi prefermentare este absolut necesar„, deoarece suspensiile fine se depun pe membrana celulei de drojdie Ómpiedic‚nd p„trunderea zah„rului ºi a celorlalte substan˛e nutritive Ón celul„, unde are loc fermenta˛ia.

3.2. PREGÃTIREA DROJDIILOR PENTRU FERMENTAREA PLÃMEZILOR DIN MELASÃ La fabricarea alcoolului din diferite materii prime, principalul obiectiv urm„rit este ob˛inerea de

randamente superioare Ón alcool. Printre factorii de care depinde calitatea alcoolului ºi randamentul Ón alcool, al„turi de calitatea materiei prime, alegerea ºi respectarea celui mai adecvat proces tehnologic, un rol deosebit Ól are drojdia utilizat„ la fermentarea pl„mezilor. Pentru fermentare Ón condi˛ii industriale se utilizeaz„ tulpini din speciile Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis, Schizosaccharomyces pombe ºi Kluyveromyces sp. Criteriile de caracterizare ºi selec˛ionare a drojdiilor pentru fabricarea alcoolului sunt: - capacitatea de fermentare;- viteza de fermentare;- toleran˛a la alcool;- osmotoleran˛a;- capacitatea de formare a produºilor secundari de fermenta˛ie;- rezisten˛a fa˛„ de conservan˛i;- rezisten˛a fa˛„ de produsele elaborate de microbiota de contaminare.

Pentru realizarea de randamente superioare s-a impus ob˛inerea de mutan˛i prin utilizarea de agen˛i chimici. Aceste tulpini con˛in ADN modificat mitocondrial ºi este inhibat„ produc˛ia de enzime necesare pentru metabolismul aerob.

Œn industria alcoolului, ca ºi Ón industria berii, se lucreaz„ cu culturi pure de drojdii, ob˛inute plec‚nd de la o singur„ celul„ de drojdie, care se multiplic„ Ón condi˛ii sterile Ón trei faze: - faza de laborator;- faza din sec˛ia de culturi pure;- prefermentarea melasei,ob˛in‚ndu-se Ón final o cantitate suficient„ de pl„mad„ de drojdie necesar„ pentru Óns„m‚n˛area pl„meziiprincipale.

Activitatea fermentativ„ a drojdiei este influen˛at„, Ón timpul multiplic„rii Ón fabric„, de urm„toriifactori:- compozi˛ia pl„mezii, care trebuie s„ asigure necesarul de substan˛e nutritive pentru drojdie (glucide,

aminoacizi, substan˛e minerale, vitamine);- compozi˛ia pl„mezii;- temperatura. Temperatura optim„ este de 30˜350C, Ón practic„ Óns„ fermentarea se conduce la temperaturi

mai sc„zute de 28˜300C, datorit„ pericolului de contaminare cu microorganisme str„ine;- pH-ul pl„mezii ñ optim pentru activitatea drojdiei este cuprins Óntre 4,5 ºi 5,5;- alcoolul acumulat Ón pl„mad„ Ón cantitate peste 4˜5% Óncetineºte multiplicarea drojdiei, Ón timp ce

activitatea fermentativ„ a drojdiei poate avea loc p‚n„ la concentra˛ii ridicate Ón alcool de 15%, sau chiar mai mult Ón func˛ie de drojdia utilizat„;

- microorganismele de contaminare sunt d„un„toare at‚t pentru consumul de zah„r, pentru metabolismul lor propriu, determin‚nd astfel sc„derea randamentului Ón alcool, c‚t ºi prin produsele de metabolism toxice pentru drojdie pe care le formeaz„.

3.2.1. Multiplicarea drojdiei Ón laborator Se urm„reºte ob˛inerea Ón laborator a unor culturi de celule c‚t mai omogene, Ón ceea ce priveºte

metabolismul, randamentul, viteza de Ónmul˛ire, capacitatea de reproducere ºi calitatea produsului finit. Œnmul˛irea culturilor se efectueaz„ treptat, primele faze realiz‚ndu-se Ón laborator ºi Ón continuare, Ón sta˛ia de culturi pure a produc„torului de drojdie de panifica˛ie.

Men˛inerea purit„˛ii se realizeaz„ prin izolarea de celule individuale din culturi ce s-au comportat bine, din probe preluate din ultima faz„ de multiplicare. Pentru izolarea de celule se practic„, Ón func˛ie de mediul nutritiv, metode cu substrat lichid (Lindner ºi Hansen) ºi metode cu substrat solid (Koch ºi Hansen).

Dup„ izolare se trece la verificarea purit„˛ii culturilor izolate, vizual cu ajutorul microscopului ºi prin Óns„m‚n˛„ri pe suprafa˛a mediului nutritiv, solidificat Ón pl„ci Petri. Prin controlul vizual al eprubetei, se poate observa uniformitatea creºterii ºi prezen˛a indicatorilor morfologici caracteristici pentru specia izolat„. Prin control microscopic, Ón preparate umede se observ„ forma celulelor ºi absen˛a microorganismelor de contaminare.

Œnainte de a fi introdus„ Ón fabrica˛ie, cultura pur„ de laborator se analizeaz„ ºi din punct de vedere al aspectului, a num„rului de celule moarte, pentru a avea siguran˛a c„ este corespunz„toare. Drojdia pur„ trebuie s„ fie sedimentat„ Óntr-un strat compact pe fundul vasului; c‚nd drojdia este r„sp‚ndit„ Ón masa lichidului ºi aglomerat„ Ón flocoane vizibile, denot„ faptul c„ mediul de cultur„ a fost contaminat. Celulele de drojdie moarte se identific„ cu ajutorul metodei de colorare cu solu˛ie de albastru de metilen.

3.2.2. Multiplicarea drojdiei Ón sec˛ia de culturi pure Œn scopul acumul„rii cantit„˛ii de drojdie necesar„ pentru prefermentarea ºi fermentarea melasei, cultura

pur„ de laborator se multiplic„ Ón continuare Ón sec˛ia de culturi pure a fabricii Ón vase speciale de multiplicare.

12

Œn fabricile de alcool din melas„ multiplicarea drojdiei se realizeaz„ Ón dou„ faze.

Vasul pentru faza I este de form„ cilindric„, construit din cupru sau din o˛el inoxidabil ºi are capacitatea de 100 litri. Capacul 1 care se prinde cu ºuruburile 2 de corpul cilindric asului este demontabil pentru a permite cur„˛irea ºi sp„larea la interior.

Pe capac se afl„ racordul 3 pentru introducerea de ap„ cald„ din conducta 4, sau de ap„ rece din conducta 5. Melasa diluat„ se introduce prin racordul 6, iar aerul prin racordul 7, prev„zut cu un filtru de aer 8. Cultura pur„ de drojdie din laborator se introduce prin racordul 9 care se Ónchide cu un capac cu filet. R„cirea vasului se realizeaz„ prin serpentina exterioar„ 10, perforat„, orificiile fiind orientate spre pere˛ii vasului.

Apa de r„cire este colectat„ de jgheabul 11 ºi eliminat„ la canal sau recuperat„ prin racordul 12. Aerul este distribuit Ón mediul din vas prin conducta perforat„ 13. Aburul pentru sterilizarea vasului sau a mediului se introduce pe la baza vasului prin racordul 14, care are leg„tura cu racordul 15, prin care se goleºte vasul. Dioxidul de carbon format Ón timpul ferment„rii se elimin„ prin conducta 16, care p„trunde Óntr-un vas cu ap„ 17. Temperatura din interiorul vasului se urm„reºte cu un termometru introdus Ón tubul 18. Nivelul pl„mezii din vas se urm„reºte prin vizorul 19. Probele de pl„mad„ se preleveaz„ prin robinetul 20.

Œn raport cu capacitatea fabricii de alcool, vasele din prima faz„ de multiplicare pot fi Ón num„r de dou„sau trei.

Vasele din faza a II-a de multiplicare sunt de construc˛ie asem„n„toare, dar au o capacitate de 10 ori mai mare (1000 litri) ºi mai sunt prev„zute cu racord pentru introducerea drojdiilor din prima faz„ ºi serpentin„ interioar„ de r„cire a vasului. Num„rul vaselor de multiplicare a drojdiilor din a doua faz„ trebuie s„ fie identic cu cel al vaselor din prima faz„.

3.2.3. Prefermentarea pl„mezilor din melas„ Pentru ob˛inerea unei cantit„˛i mari de drojdie, Ón vederea Óns„m‚n˛„rii pl„mezii principale de melas„, este

necesar ca drojdia s„ se multiplice Ón continuare p‚n„ ce se ajunge la o cantitate de pl„mad„ de drojdie reprezent‚nd 35˜50% din pl„mada principal„. Deoarece Ón aceast„ ultim„ etap„ de multiplicare a drojdiei o cantitate important„ de zah„r se transform„ Ón alcool etilic, ea poart„ denumirea de prefermentare.

Prefermentarea pl„mezilor din melas„ se poate realiza Ón dou„ moduri: - prefermentarea discontinu„;- prefermentarea continu„.

Instala˛ia este format„ din dou„ sau trei vase metalice de form„ cilindric„ sau paralelipipedic„, prev„zute cu racorduri de intrare a melasei tratate, a apei de r„cire, a aerului, a aburului ºi a pl„mezii de drojdie din faza precedent„ ºi cu conducte de evacuare a pl„mezii prefermentate ºi a dioxidului de carbon degajat.

Œnainte de folosire vasele de prefermentare se cur„˛„, se spal„, se dezinfecteaz„ ºi se sterilizeaz„ cu abur. Dup„ r„cirea vaselor la 30˜320C se aduce pl„mada de drojdie din faza a II-a de multiplicare sta˛ie culturi pure fabric„.

Prefermentarea discontinu„ se realizeaz„ prin introducerea pl„mezii de melas„ de 120Bllg Ón mai multe por˛iuni, procesul de fermentare av‚nd loc sub aerare moderat„ pentru a stimula activitatea drojdiilor.

Se completeaz„ mai Ónt‚i cu melas„ de 120Bllg circa 25% din volumul util al vasului ºi se face o prefermentare la 28˜300C p‚n„ ce extractul aparent al pl„mezii a ajuns la circa 70Bllg. Œn acest moment se adaug„ o nou„ cantitate de melas„, p‚n„ ce se ajunge la 50% din volumul util al vasului, aºtept‚nd s„ scad„ din nou extractul la 70Bllg. Se mai adaug„ similar o nou„ por˛iune de melas„ p‚n„ la 75% din capacitate ºi apoi p‚n„ la umplerea vasului de prefermentare.

Œn momentul Ón care extractul aparent a sc„zut la 70Bllg se trece ½ din con˛inutul primului vas de prefermentare Ón cel de-al doilea vas ºi se continu„ alimentarea cu melas„ Ón mod similar Ón por˛iuni a ambelor vase p‚n„ ce s-au umplut cu pl„mad„, iar extractul aparent a sc„zut la circa 7 0Bllg. Con˛inutul unuia din vase este trecut Óntr-un lin de fermentare, iar pl„mada din cel„lalt prefermentator se Ómparte din nou Ón dou„ p„r˛i egale ºi se reia ciclul de prefermentare.

Prefermentarea continu„ se realizeaz„ Ón mod asem„n„tor, cu deosebirea c„ dup„ introducerea pl„mezii de drojdie Ón primul vas de prefermentare, se introduce Ón mod continuu pl„mad„ de melas„ de 12 0Bllg, debitul fiind astfel reglat Ónc‚t Ón timpul preferment„rii s„ se men˛in„ un extract aparent de 7,5˜8 0Bllg ºi temperatura de 28˜300C. C‚nd primul vas s-a umplut se opreºte alimentarea cu pl„mad„, se las„ s„ scad„ extractul la 6,5˜70Bllg ºi se face egalizarea con˛inutului cu cel de-al doilea prefermentator.

Se continu„ alimentarea cu pl„mad„ a ambelor prefermentatoare, iar dup„ umplerea lor, pl„mada de drojdie din primul prefermentator este trecut Óntr-un lin de fermentare, iar cea din vasul 2 se egalizeaz„ cu vasul 1.

Ciclul de prefermentare a unui vas este de circa 4 ore, Ón urma preferment„rii rezult‚nd o cantitate mare de pl„mad„ de drojdie ce reprezint„ circa 40% din pl„mada total„. Œn timpul preferment„rii se urm„reºte concentra˛ia pl„mezii, aciditatea c‚t ºi aspectul drojdiei prin control microbiologic.

3.3. FERMENTAREA PLÃMEZILOR DIN MELASÃ Fermentarea este opera˛ia tehnologic„ prin care zaharoza din melas„ este transformat„ de c„tre drojdii Ón alcool ºi

dioxid de carbon ca produse principale. Pentru fermentarea melasei se folosesc at‚t procedee discontinue c‚t ºi continue.

13

Fermentarea discontinu„ a pl„mezilor din melas„ se realizeaz„ Ón linuri de fermentare, r„cite de obicei prin stropire exterioar„.

Melasa pentru fermentare sufer„ numai o diluare la 30˜340Bllg, f„r„ s„ fie acidulat„, corectat„ cu substan˛e nutritive ºi sterilizat„ termic.

Œn linul de fermentare se aduce mai Ónt‚i pl„mada de drojdie dintr-un prefermentator peste care se adaug„ Ón mod treptat melasa diluat„.

Œn func˛ie de modul de alimentare cu melas„ deosebim, ca ºi la prefermentare, dou„ procedee de fermentare discontinu„: - procedeul cu alimentare periodic„;- procedeul cu alimentare continu„.

3.3.1. Procedeul de fermentare cu alimentare periodic„ Dup„ ce s-a introdus cultura de drojdie din prefermentator Ón vasul de fermentare, melasa diluat„ la circa

300Bllg se adaug„ Ón trei etape. La fiecare adaos, cantitatea de melas„ trebuie astfel dozat„, Ónc‚t pl„mada din vas, dup„ omogenizare cu aer, s„ aib„ 7,5˜80Bllg.

C‚nd concentra˛ia pl„mezii ajunge la 6˜6,50Bllg, se Óncepe alimentarea cu o nou„ por˛iune de pl„mad„. Dup„ prima ºi a doua alimentare se insufl„ aer Ón vasul de fermentare timp de 60 minute pentru

omogenizarea pl„mezii. Dup„ ultima alimentare care se face cu 6˜8 ore Ónainte de trecerea pl„mezii la distilare, aerul se insufl„ 15˜20 minute. Nu se dep„ºeºte aceast„ durat„ de aerare a pl„mezii, pentru a se evita pierderile de alcool prin antrenare cu aer.

Œn func˛ie de calitatea melasei ºi a drojdiei folosite, precum ºi de modul cum este condus procesul tehnologic, de la ultima alimentare c‚nd vasul este umplut la volumul util, fermentarea are o durat„ de 20˜28 de ore.

Œn timpul ferment„rii, temperatura pl„mezii trebuie s„ fie men˛inut„ Óntre 28 ºi 300C, folosind sistemul de r„cire a vasului ori de c‚te ori temperatura tinde s„ creasc„ peste 300C.

Cel pu˛in o dat„ la 4 ore se face un control privind evolu˛ia concentra˛iei (0Bllg), a temperaturii, acidit„˛ii ºi controlul microscopic, rezultatele trebuind s„ fie Ónscrise Ón registrul de fabrica˛ie al sec˛iei.

Fermenta˛ia melasei este terminat„ c‚nd concentra˛ia mediului scade la 5,6˜6,50Bllg. Œn acest moment, melasa fermentat„ din vas este trecut„ Óntr-un vas colector, din care este apoi trecut„ la distilare pentru extragerea alcoolului.

3.3.2. Procedee continue de fermentare Œn urma cercet„rilor efectuate pe plan mondial ºi Ón ˛ara noastr„, s-au pus la punct procedee continue de

fermentare a pl„mezilor din melas„. Rezolvarea problemei ferment„rii continue este str‚ns legat„ de combaterea contamin„rilor, care se poate face

prin ad„ugare de antiseptici Ón doze care s„ fie inhibitoare pentru microorganismele de contaminare, dar suportate de drojdii.

Dintre antisepticii experimenta˛i, cele mai bune rezultate s-au ob˛inut prin folosirea pentaclorfenolatului de sodiu Ón cantit„˛ii de 60˜90 g/tona de melas„. Antisepticul se adaug„ sub form„ de solu˛ie alcoolic„ cu concentra˛ia Ón substan˛a activ„ de 12˜17%, de regul„ Ón melas„ diluat„ la 600Bllg. Prin folosirea lui este posibil s„ se realizeze fermenta˛ia continu„ a melasei f„r„ sterilizare termic„, cu condi˛ia ca drojdia s„ fie adaptat„ Ón prealabil cu antisepticul.

Procedeele de fermentare continu„ a melasei se pot Ómp„r˛i Ón dou„ grupe: - procedee f„r„ reutilizarea drojdiei;- procedee cu separarea ºi reutilizarea drojdiei.

3.3.2.1. Procedee f„r„ reutilizarea drojdieiDintre procedeele de fermentare continu„ a melasei f„r„ reutilizarea drojdiei se cunosc urm„toarele:

- procedeul cu dou„ pl„mezi ºi dou„ concentra˛ii diferite ºi anume:ï la prefermentare 12˜160Bllg;ï la fermentare 30˜340Bllg;

- procedeul cu o pl„mad„ ºi o concentra˛ie de 230Bllg;- procedeul cu dou„ pl„mezi ºi o singur„ concentra˛ie de 230Bllg.

Procedeul cu dou„ pl„mezi ºi dou„ concentra˛ii se caracterizeaz„ prin folosirea unei pl„mezi pentru prefermentare cu o concentra˛ie mai sc„zut„ de 12˜160Bllg ºi a unei pl„mezi concentrate de melas„ pentru fermentare de 30˜340Bllg. Antisepticul se adaug„ Ón aceeaºi doz„ Ón ambele pl„mezi Ón timp ce acidul sulfuric ºi substan˛ele nutritive se adaug„ numai Ón pl„mada pentru prefermentare.

Aceste procedeu are avantajul c„ la prefermentare se poate folosi separat o melas„ de mai bun„ calitate ºi se asigur„ condi˛ii corespunz„toare pentru multiplicarea drojdiei, deoarece substan˛ele nutritive se adaug„ numai Ón pl„mada pentru prefermentare.

Procedeul cu o pl„mad„ ºi o concentra˛ie foloseºte o singur„ concentra˛ie de melas„ de 230Bllg, at‚t pentru prefermentare c‚t ºi pentru fermentare.

Toat„ melasa intrat„ Ón fabrica˛ie se dilueaz„ la 230Bllg, se aciduleaz„ cu acid sulfuric, i se adaug„ substan˛ele nutritive ºi antiseptic ºi se trece apoi la prefermentare ºi Ón continuare la fermentare.

14

Folosindu-se o singur„ pl„mad„ se simplific„ mult opera˛iile tehnologice, astfel Ónc‚t se poate face o automatizare complex„ a instala˛iei de fermentare. Prin utilizarea la prefermentare a unei concentra˛ii mai ridicate se ob˛ine o drojdie cu putere alcooligen„ ridicat„.

Deoarece substan˛ele nutritive se adaug„ Ón Óntreaga cantitate de melas„, condi˛iile de multiplicare a drojdiei la prefermentare sunt mai pu˛in favorabile dec‚t Ón cazul primului procedeu. Datorit„ faptului c„ se lucreaz„ cu o singur„ pl„mad„, nu este posibil ca la prelucrarea melaselor defecte acestea s„ se introduc„ numai la fermentare, iar la prefermentare s„ se utilizeze o melas„ normal„.

Procedeul cu dou„ pl„mezi ºi o concentra˛ie se bazeaz„ pe folosirea a dou„ pl„mezi, una pentru prefermentare ºi alta pentru fermentare care au aceeaºi concentra˛ie de 230Bllg. Melasa se preg„teºte separat, ad„ug‚ndu-se acidul sulfuric ºi substan˛ele nutritive numai Ón melasa pentru prefermentare, Ón timp ce antisepticul se dozeaz„ Ón mod egal Ón cele dou„ pl„mezi.

Dintre cele trei procedee acesta prezint„ cele mai multe avantaje ºi anume: - drojdia se multiplic„ la prefermentare Ón condi˛ii optime de concentra˛ie, substan˛e nutritive ºi aciditate ºi

numai Ón cantit„˛ile necesare unei bune fermenta˛ii;- datorit„ concentra˛iei mai ridicate Ón alcool la prefermentare, posibilitatea contamin„rii cu drojdii atipice este

practic eliminat„, men˛in‚ndu-se timp Óndelungat sterilitatea mediului; - se pot prelucra melase defecte, care se introduc numai la fermentare.

Dezavantajul procedeului const„ Ón faptul c„ opera˛iile nu sunt at‚t de simplificate ca Ón cazul procedeului cu o singur„ pl„mad„.

3.3.2.2. Procedee cu separarea ºi reutilizarea drojdiei Din cercet„rile efectuate s-a constatat c„ Ón pl„mezi drojdia se Ónmul˛eºte p‚n„ la o concentra˛ie maxim„ de circa

750 milioane de celule la 1 ml, dup„ care multiplicarea Ónceteaz„. Dac„ se introduce de la Ónceput Ón pl„mad„ acest num„r de celule la 1 ml se economiseºte zah„rul necesar multiplic„rii drojdiei, rezult‚nd o creºtere a randamentului Ón alcool p‚n„ la 64˜65 l alcool absolut/100 kg zaharoz„ din melas„.

Separarea drojdiei se face din ultimul lin de fermentare cu ajutorul unor separatoare centrifugale care concentreaz„ drojdia Óntr-un volum reprezent‚nd 7˜10% din pl„mada fermentat„.

Laptele de drojdie ob˛inut este tratat cu acid sulfuric pentru purificare timp de 1˜2 ore la pH 2,2˜2,4, dup„ care este introdus din nou la prefermentare.

Excedentul de lapte de drojdie rezultat de la separare poate fi uscat ºi utilizat ca drojdie furajer„. Procedeele continue de fermentare a melasei prezint„ urm„toarele avantaje: - reducerea sensibil„ a duratei de fermentare (chiar p‚n„ la 12 ore);- creºterea productivit„˛ii muncii;- reducerea ºi uniformizarea consumului de utilit„˛i;- posibilit„˛i de automatizare a instala˛iei.

3.3.3. Controlul fermenta˛iei pl„mezilor din melas„ Scopul acestui control este de a supraveghea desf„ºurarea ferment„rii, de a depista unele deficien˛e ºi

cauze care le-au produs pentru a se lua m„surile corespunz„toare de Ónl„turare. Œn timpul ferment„rii se controleaz„ temperatura, concentra˛ia pl„mezii, aciditatea, concentra˛ia

alcoolic„ ºi zah„rul reduc„tor. La Ónceputul fermenta˛iei temperatura este de 25˜270C sau chiar mai ridicat„, atunci c‚nd se urm„reºte scurtarea duratei de fermentare, iar temperatura maxim„ de fermentare este de 31˜320C. Œnc„lzirea pl„mezilor la temperaturi peste 340C este nedorit„ deoarece se sl„beºte capacitatea de fermentare a drojdiei.

Œn practica industrial„, concentra˛ia pl„mezilor se determin„ cu ajutorul zaharometrelor Balling. Œn general la folosirea acestora pentru determinarea concentra˛iei unor lichide trebuie s„ se ˛in„ seama de urm„toarele reguli: - zaharometrul s„ fie curat, f„r„ urme de gr„sime;- introducerea zaharometrului Ón lichid s„ se fac„ cu aten˛ie ºi acesta nu trebuie s„ ating„ marginile cilindrului

Ón care se face determinarea concentra˛iei; - lichidul nu trebuie s„ aib„ la suprafa˛„ spum„ sau bule de aer. Acestea se Óndep„rteaz„ prin turnarea de

cantit„˛i suplimentare de lichid Ón cilindru, p‚n„ c‚nd acestea deverseaz„ peste margini. Caracteristic fermenta˛iei pl„mezilor din melas„ este aerarea, Ón special la prepararea drojdiei ºi la

prefermentare. Datorit„ con˛inutului mare Ón nezah„r al melasei, extractul aparent al pl„mezilor fermentate este mult mai mare dec‚t la pl„mezile din cartofi sau cereale. Astfel, pentru pl„mezile cu concentra˛ia ini˛ial„ de 20˜220Bllg, extractul aparent al pl„mezii fermentate este de 6˜70Bllg, iar pentru pl„mezi mai concentrate poate ajunge la 8˜90Bllg.

Œn pl„mada fermentat„ se mai determin„ concentra˛ia alcoolic„ prin distilare, care depinde Ón special de concentra˛ia pl„mezilor, c‚t ºi con˛inutul pl„mezii fermentate Ón zah„r rezidual pentru a se vedea dac„ pl„mada este fermentat„ corespunz„tor. Œn cazul creºterii acidit„˛ii pl„mezii Ón cursul fermenta˛iei peste limitele obiºnuite este necesar ºi un control microscopic, pentru eviden˛ierea microorganismelor de contaminare.

Œn mod normal Ón pl„mezile fermentate propor˛ia de microorganisme atipice Ón raport cu num„rul de celule de drojdii nu trebuie s„ dep„ºeasc„ 5%.

Controlul microscopic se efectueaz„ de c„tre laboratorul de microbiologie Ón toate fazele de fabrica˛ie, Óncep‚nd de la materia prim„ ºi p‚n„ la finele procesului tehnologic.

15

Rolul controlului microbiologic este de a identifica microorganismele de contaminare ºi sursa din care acestea provin.

3.3.4. Instala˛ia de fermentare

Instala˛ia de fermentare este compus„ dintr-un num„r variabil de vase pentru fermentare, precum ºi din anexele acestora, prinz„torul de spum„ ºi sp„l„torul de dioxid de carbon.

Vasul de fermentare este utilajul tehnologic Ón care zaharoza din melas„ este transformat„ de c„tre drojdii Ón alcool ºi dioxid de carbon. Vasul 1 de form„ cilindric„ este prev„zut cu racordul 2 pentru introducerea drojdiilor de la prefermentare, racordul 3 pentru alimentarea cu melas„, conducta 4 pentru introducerea apei de r„cire Ón serpentinele interioare 5, racordul 6 pentru eliminarea apei de r„cire. Aerul necesar aer„rii pl„mezii Ón timpul ferment„rii se introduce prin racordul 7 ºi conducta perforat„ 8. Aburul necesar pentru sterilizarea vasului se introduce prin racordul 9. Pe capacul superior, vasul este prev„zut cu gura de vizitare 10, iar Ón partea inferioar„ cu gura de vizitare 11. Temperatura Ón timpul desf„ºur„rii procesului de fermentare se urm„reºte cu ajutorul termometrului introdus Ón tubul 12. Golirea vasului de fermentare se face prin racordul 13. Dioxidul de carbon care se formeaz„ Ón timpul ferment„rii se elimin„ prin racordul 14.

Ca materiale pentru construc˛ia linurilor de fermentare se folosesc: tabla obiºnuit„ de o˛el, tabl„ de o˛el inoxidabil, tabl„ de aluminiu ºi r„ºinile sintetice.

Linurile din tabl„ obiºnuit„ de o˛el trebuie protejate prin l„cuire pentru a se evita coroziunea. O˛elul inoxidabil nu necesit„ o acoperire, se spal„ ºi se dezinfecteaz„ uºor, astfel Ónc‚t costurile suplimentare fa˛„ de o˛elul obiºnuit se acoper„ Ón scurt timp. Nici aluminiul nu necesit„ o acoperire, Óntruc‚t este rezistent la acizi, form‚nd un strat protector de oxid. Aluminiul nu suport„ Óns„ solu˛iile alcaline ºi dezinfectan˛ii pe baz„ de clor.

Linurile de fermentare pot avea form„ cilindric„ (vertical„ sau orizontal„) sau paralelipipedic„ (caset„). Linurile de form„ paralelipipedic„ permit o bun„ utilizare a spa˛iului din sala de fermentare, fiind tot mai r„sp‚ndite Ón fabricile de alcool.

Capacitatea linurilor de fermentare este de 10˜100 m3. Pentru 1 hl alcool rafinat este necesar un volum util de lin de 12,5˜13 hl sau total de circa 16 hl. Volumul unui lin de fermentare (V) se poate calcula cu formula:

1 ,15 Vp

V = , Ón care:n

Vp ñ volumul de pl„mad„ produs„ Ón 24 ore, Ón m3;

n ñ num„rul de linuri care se Óncarc„ Ón 24 ore; 1,15 ñ coeficient care ˛ine seama de spa˛iul liber al linului.

Prinz„torul de spum„ se intercaleaz„ Óntre vasele de fermentare ºi sp„l„torul de dioxid de carbon. Rolul acestui aparat este de a prinde ºi de a sparge spuma care adeseori se formeaz„ Ón timpul ferment„rii melasei.

Acest aparat este format dintr-un vas cilindric 1, Ón capacul c„ruia este montat„ o conduct„ de introducere a gazului 2, care p„trunde p‚n„ la fundul vasului ºi una de evacuare a acestuia 3. Œn rezervor se afl„ ap„ 4, la suprafa˛a c„reia se introduce un strat de ulei antispumant 5.

Dioxidul de carbon Ómpreun„ cu spuma trec prin conducta 2 Ón stratul de ap„ ºi ulei, unde spuma este distrus„, iar dioxidul de carbon separat de spum„ iese prin conducta 3 de unde trece la sp„l„torul de dioxid de carbon. Œn cazul Ón care spuma este Ón cantitate mare ºi nu poate fi distrus„ se introduce abur Ón aparat prin barbotorul 6, care ajut„ la spargerea spumei. Aparatul mai este prev„zut cu un racord de introducere a apei 7 ºi unul de evacuare a apei uzate 8.

Sp„l„torul de dioxid de carbon are construc˛ia ºi principiul de func˛ionare identice cu cele ale coloanelor de distilare. Dioxidul de carbon, care se degaj„ din linuri, antreneaz„ ºi alcoolul sub form„ de vapori.

Pentru recuperarea alcoolului, dioxidul de carbon este dirijat, prin conduct„, Ón sp„l„tor Ón care circul„ Ón contracurent cu apa. Realiz‚ndu-se un contact intim Óntre gaz ºi ap„, alcoolul este antrenat (dizolvat) de ap„. Apele alcoolice cu un con˛inut de circa 2,5% alcool sunt introduse Ón linurile de fermentare. Œn figura 8 este prezentat schematic un sp„l„tor de dioxid de carbon cu talere, cu func˛ionare continu„ la care de obicei sunt racordate mai multe linuri de fermentare.

Dioxidul de carbon Ómpreun„ cu vaporii de alcool intr„ prin racordul 1, situat la partea inferioar„ a aparatului ºi circul„ ascendent Ón coloan„ Ón contracurent cu apa de sp„lare introdus„ prin racordul 2 aflat la partea superioar„. Apa cade din taler Ón taler 3 prelu‚nd alcoolul, rezult‚nd un lichid alcoolic care se evacueaz„ prin racordul 4 situat la partea inferioar„ ºi este trimis Ón pl„mada fermentat„ care merge la distilare.

Prin racordul 5 iese dioxidul de carbon sp„lat care este trecut prin conducte la gazometru sau la consumatorii din fabric„.

4. TEHNOLOGIA FABRICÃRII ALCOOLULUI DIN MATERII PRIME AMIDONOASE

Fabricarea alcoolului din materii prime amidonoase se poate face prin dou„ grupe de procedee: - cu fierberea sub presiune a materiei prime;- f„r„ fierbere sub presiune.

Procedeele clasice de producere a alcoolului din materii prime amidonoase se bazeaz„ pe fierbere sub presiune a materiilor prime, care se face Ón scopul gelific„rii ºi solubiliz„rii amidonului astfel Ónc‚t acesta s„ poat„ fi atacat de c„tre amilaze la zaharificare.

16

Aceste procedee prezint„ urm„toarele dezavantaje: - consumul de energie termic„ este ridicat;- modul de lucru este, de regul„, discontinuu, iar posibilit„˛ile de recuperare a c„ldurii sunt reduse;- datorit„ solicit„rii termice ridicate a materiilor prime (150˜1650C) se formeaz„ melanoidine ºi caramel;- pl„mezile ob˛inute nu sunt omogene, iar borhotul rezultat are o valoare furajer„ mai sc„zut„.

Aplicarea procedeelor de prelucrare f„r„ presiune necesit„ o m„run˛ire optim„ a materiei prime, astfel Ónc‚t s„ se ob˛in„ randamente maxime Ón alcool, cu un consum minim de energie. O m„run˛ire insuficient„ a materiei prime poate conduce la pierderi Ón alcool de p‚n„ la 20 l/t cereale sau chiar mai mult.

Œnainte de a fi introduse Ón procesul tehnologic materiile prime amidonoase sunt supuse unor opera˛ii auxiliare preg„titoare de transport, sp„lare, cur„˛ire ºi eventual m„run˛ire.

4.1. PREGÃTIREA CARTOFILOR ™I CEREALELOR Preg„tirea cartofilor se realizeaz„ prin sp„lare cu ap„ pentru Óndep„rtarea impurit„˛ilor aderente (nisip, p„m‚nt,

pietre, paie). Pentru acest scop, cartofii sunt prelua˛i din magazia de depozitare prin canale de transport hidraulic ºi aduºi la un elevator care alimenteaz„ maºina de sp„lat cartofi. Aceasta este prev„zut„ cu dou„ sau trei compartimente prin care cartofii sunt transporta˛i cu ajutorul unui ax cu palete. Sp„larea se face cu ap„, care circul„ Ón contracurent cu cartofii, iar corpurile grele trec prin fundul perforat al maºinii ºi sunt colectate Ón camere de unde se evacueaz„ periodic.

Cartofii sp„la˛i sunt prelua˛i de un elevator, care Ói ridic„ p‚n„ la c‚ntarul automat de cartofi. Din c‚ntar cartofii sunt trecu˛i Óntr-un bunc„r care alimenteaz„ fierb„toarele prin deschiderea unei clapete.

Procedeele de fierbere ºi zaharificare continu„ a cartofilor necesit„ o m„run˛ire prealabil„ c‚t mai fin„ a acestora, care se realizeaz„ cu ajutorul unor mori cu ciocane sau a unor r„z„toare de cartofi.

Preg„tirea cerealelor se realizeaz„ prin precur„˛ire cu ajutorul tararelor aspiratoare ºi a separatoarelor magnetice, prin care sunt Óndep„rtate impurit„˛ile con˛inute: pleav„, nisip, paie, pietriº, corpuri metalice. Cerealele sunt apoi c‚nt„rite ºi m„run˛ite. Pentru m„run˛irea cerealelor se folosesc Ón practic„ trei grupe de procedee: - m„cinarea uscat„;- m„cinarea umed„;- m„cinarea uscat„ ºi umed„ (Ón dou„ trepte).

Cerealele astfel preg„tite sunt introduse Ón fierb„tor, ˛in‚ndu-se seama c„ la fierberea cerealelor se adaug„ ºiap„.

4.2. FIERBEREA MATERIILOR PRIME AMIDONOASE Opera˛ia de fierbere este necesar„ deoarece amidonul natural con˛inut Ón materiile prime amidonoase, cereale

sau cartofi, nu poate fi atacat de c„tre amilazele din mal˛, f„r„ o prealabil„ gelifiere ºi solubilizare care se realizeaz„ prin fierbere sub presiune. Œn figura 9 este prezentat„ schema procesului tehnologic de fierbere a cerealelor ºi a cartofilor.

De la c‚ntarul 1, materia prim„ (cereale sau cartofi) este transportat„ Ón rezervorul de alimentare 2. Prin conducta 3, materia prim„ trece prin c„dere liber„ Ón fierb„torul 4, Ón care se introduce ap„ prin conducta 5 ºi abur prin conducta 6.

Masa fiart„ din fierb„tor se evacueaz„ prin conducta 7 Ón zaharificatorul 8, iar aburul de circula˛ie Ón prinz„torul de amidon 9.

Gelifierea amidonului se face prin Ómbibare cu ap„ ºi Ónc„lzirea la temperatura de gelifiere, care este Ón func˛ie de felul amidonului. Astfel pentru amidonul din cartofi, temperatura de gelifiere este de 650C, pentru cel din porumb 750C, pentru cel din gr‚u 79˜800C, pentru orez ºi orz 800C.

Pentru fierberea materiilor prime amidonoase se folosesc instala˛ii de fierbere sub presiune de form„ cilindro-conic„, confec˛ionat„ din tabl„ de o˛el care s„ reziste la 6˜7 at. Partea conic„ este mult mai Ónalt„, reprezent‚nd 2/3˜3/4 din Ón„l˛ime, astfel Ónc‚t s„ se poat„ goli complet fierb„torul la sf‚rºitul opera˛iei. Fierb„toarele pot fi alimentate cu abur at‚t pe la partea superioar„ c‚t ºi pe la partea inferioar„. Capacitatea fierb„toarelor variaz„ Óntre 500 ºi 1500 l.

Œn func˛ie de felul ºi calitatea materiei prime, regimul de fierbere difer„ ca durat„, temperatur„ maxim„, cantitatea de ap„ ad„ugat„ la fierbere ºi modul de introducere a aburului Ón fierb„tor.

Astfel, cartofii necesit„ o durat„ mai scurt„ ºi o temperatur„ maxim„ de fierbere mai sc„zut„ Ón compara˛ie cu cerealele. Regimul de fierbere difer„ ºi Ón func˛ie de calitatea cartofilor sau a cerealelor. Astfel, cartofii Ónghe˛a˛i sau altera˛i se fierb la o temperatur„ mai sc„zut„ dec‚t cei s„n„toºi, iar cerealele cu structur„ sticloas„ necesit„ un regim mai intens de fierbere dec‚t cele f„inoase.

Pentru o gelifiere c‚t mai complet„ a amidonului ºi evitarea Ónchiderii la culoare prin formarea melanoidinelor ºi caramelului este necesar„ Ón timpul fierberii, prezen˛a unei cantit„˛ii suficiente de ap„. Œn timp ce cartofii proaspe˛i con˛in suficient„ ap„ pentru fierbere, la fierberea cartofilor usca˛i ºi a cerealelor trebuie s„ se adauge o cantitate corespunz„toare de ap„. Astfel pentru 100 kg porumb se adaug„ 250˜300 l ap„, pentru 100 kg gr‚u 290 l ap„, iar pentru 100 kg secar„ 300 l ap„.

Opera˛ia de fierbere decurge Ón dou„ faze: - Ónc„lzirea produsului p‚n„ la temperatura de fierbere;- men˛inerea temperaturii maxime de fierbere.

17

Presiunea maxim„ de fierbere ºi durata ei de men˛inere depinde de felul ºi structura materiei prime; Óns„ trebuie s„ se respecte foarte exact durata total„ de fierbere ºi cea de men˛inere la presiunea maxim„:

4 at 5 at 6 at- durata total„ de fierbere, minute 60˜90 50˜80 40˜70- durata de men˛inere a presiunii maxime, minute 20˜30 10˜20 5˜10

Fierberea se efectueaz„ cu abur la presiuni de p‚n„ la 6 bari, Ón autoclave verticale cilindroconice de tip Henze, av‚nd capacit„˛i de 5˜7 m3.

Œn figura 10 se red„ Ón sec˛iune longitudinal„ fierb„torul pentru cereale sau cartofi. Acestea se compune din urm„toarele p„r˛i principale: corpul aparatului 1, care se confec˛ioneaz„ din tabl„ de o˛el de 8˜10 mm; v‚rful conului 2, care este supus la cea mai mare uzur„, este construit din tabl„ de o˛el de 12˜14 mm; capacul fierb„torului 3, care Ónchide orificiul pe unde se introduce materia prim„ ºi apa. Prinderea capacului se realizeaz„ cu ºuruburi dispuse pe circumferin˛a acestuia; supapa de siguran˛„ 4, care este astfel reglat„ ca la dep„ºirea unei anumite presiuni s„ deschid„ orificiul de ieºire a aburului din fierb„tor; racordul pentru aburul de circula˛ie 5, prin care aburul care a str„b„tut masa din fierb„tor iese Ón atmosfer„ sau este condus mai Ónt‚i la prinz„torul de amidon pentru recuperarea amidonului antrenat din fierb„tor; manometrul 6, montat la cap„tul unei conducte de cupru care se g„seºte la un nivel ºi o pozi˛ie convenabil„, ca s„ poat„ fi uºor observat de operatori.

Racordul 7 serveºte pentru introducerea aburului Ón fierb„tor, iar ventilul 8 pentru evacuarea masei din fierb„tor. Conducta 9 se foloseºte pentru prelevarea probelor din fierb„tor.

Œnainte de Ónc„rcarea fierb„torului se procedeaz„ astfel: se Ónchide ventilul de evacuare 8. Se controleaz„ dac„ supapa de evacuare 4 nu este blocat„. C‚nd se fierb cerealele, se introduce cantitatea de ap„ necesar„ prin conducta 5, din schema tehnologic„ respectiv„, ºi apoi materia prim„ prin capacul 3. Se observ„ dac„ indicatorul manometrului se afl„ Ón pozi˛ia zero. Se verific„ starea garniturii gurii de Ónc„rcare, ce Ónchide capacul 3 prin str‚ngerea uniform„ ºi corespunz„toare a tuturor ºuruburilor. Caneaua de pe conducta de luare a probelor trebuie s„ fie Ónchis„. Se deschide apoi ventilul 7 de admisie a aburului Ón fierb„tor ºi se deschide corespunz„tor ventilul de pe conducta 5 de evacuare a aburului din circula˛ie.

Œn timpul fierberii se observ„ Ón permanen˛„ presiunea la manometru care nu trebuie s„ dep„ºeasc„ nivelul indicat pentru timpul scurs de la Ónceperea fierberii. Dac„ presiunea dep„ºeºte limita necesar„, se Ónchide ventilul de admisie a aburului, iar c‚nd aceasta este sub limit„ se deschide mai mult ventilul de abur.

Masa fiart„ se evacueaz„ prin deschiderea treptat„ a ventilului de evacuare 8, ventilul de pe conducta de abur de circula˛ie 5 ºi cel de admisie 7 trebuie s„ fie Ón acest timp Ónchise. Dup„ evacuarea con˛inutului fierb„torului, Ón vederea sufl„rii resturilor de mas„ fiart„ se Ónchide ventilul 8, se ridic„ cu abur presiunea la 2,5˜3 at ºi apoi se deschide dintr-o dat„ ventilul 8. Se Ónchide apoi ventilul 7 de admisie a aburului Ón fierb„tor.

Pentru reluarea procesului de fierbere, gura de Ónc„rcare a fierb„torului se deschide numai dup„ ce manometrul indic„ presiunea zero Ón aparat.

4.3. ZAHARIFICAREA MATERIILOR PRIME AMIDONOASE Dup„ ce amidonul din materia prim„ a fost gelificat ºi solubilizat prin fierbere sub presiune, masa fiart„

ob˛inut„ este supus„ Ón continuare opera˛iei de zaharificare, prin care se realizeaz„ transformarea amidonului Ón glucide fermentescibile de c„tre drojdie.

Procesul tehnologic de zaharificare a materiilor prime amidonoase se desf„ºoar„ dup„ schemaprezentat„ Ón figura 11. Materia prim„ fiart„ din fierb„torul sau bateria de fierb„toare 1 se descarc„ Ónzaharificatorul 2. Laptele de slad din rezervorul 3 este trecut Ón cantit„˛ile stabilite prin curgere liber„ Ónzaharificator. La fabricile dotate ºi cu prinz„tor de amidon, con˛inutul acestuia este trecut periodic Ónzaharificator, imediat dup„ golirea fierb„toarelor. Dup„ zaharificare la temperatura de 300C se introducecantitatea de drojdie necesar„ pentru fermentare.

Pl„mada zaharificat„ Ón care s-a introdus drojdia, dup„ omogenizare ºi r„cire la temperatura de fermentare, este preluat„ de o pomp„ ºi trimis„ Ón linurile de fermentare.

Opera˛ia de zaharificare mai este denumit„ ºi pl„m„dire, Óntruc‚t se ob˛ine o pl„mad„ care con˛ine toate componentele insolubile ale materiei prime ºi a mal˛ului. Zaharificarea se poate realiza Ón trei moduri, Ón func˛ie de agentul de zaharificare: - cu mal˛ verde;- cu preparate enzimatice microbiene;- cu acizi minerali.

Œn fabricile de alcool este cea mai r„sp‚ndit„ zaharificarea pe cale enzimatic„ cu ajutorul mal˛ului verde sau a preparatelor enzimatice microbiene.

Ac˛iunea de zaharificare a mal˛ului verde se datoreaz„ con˛inutului s„u Ón enzime amilolitice, Ón principal · ºi ‚-amilaz„, care ac˛ioneaz„ asupra celor dou„ componente ale amidonului solubil ñ amiloza ºi amilopectina pe care le transform„ Ón glucide fermentescibile.

Œn pl„mezile din materii prime amidonoase, Ón care amidonul a fost gelificat ºi solubilizat Ón prealabil prin fierbere sub presiune, condi˛iile optime de temperatur„ ºi pH pentru cele dou„ enzime sunt urm„toarele:

·-amilaza ‚-amilaza- temperatura optim„, Ón 0C 55˜57 50˜55- pH-ul optim 4,6˜5,0 5,0˜5,7

18

Pl„mezile din materii prime amidonoase au un pH de 4,9˜5,6 Ón medie 5,3 favorabil ac˛iunii optime a celor dou„ enzime, f„r„ a fi necesar corec˛ii de pH al pl„mezilor. Œn cazul utiliz„rii preparatelor enzimatice microbiene este necesar s„ se asigure temperaturile ºi pH-ul optim recomandat de firma furnizoare de enzime.

Procesul de hidroliz„ a amidonului catalizat de cele dou„ amilaze din mal˛ se desf„ºoar„ printr-o serie de etape de produse intermediare (amilodextrine, eritrodextrine, achrodextrine, maltodextrine), care se pot recunoaºte prin colora˛ia ob˛inut„ cu o solu˛ie de Lugol. Zaharificarea se consider„ terminat„ c‚nd pl„mada nu mai d„ colora˛ie cu iodul, deci c‚nd nu r„m‚n dec‚t achrodextrine ºi maltoz„.

Pentru zaharificare se utilizeaz„ ºi preparate enzimatice microbiene care pot Ónlocui par˛ial sau Ón totalitate mal˛ul verde. Œn acest scop se folosesc preparate cu con˛inut de ·-amilaz„ bacterian„ pentru lichefiere ºi de amiloglucozidaz„ pentru zaharificare. Utilizarea preparatelor enzimatice a condus la ob˛inerea pl„mezilor din materii prime amidonoase f„r„ a se mai utiliza fierberea acestora sub presiune.

Pentru utilizarea c‚t mai eficient„ a preparatelor enzimatice de origine microbian„ au fost elaborate ºi tehnologiile de aplicare a acestor preparate, rezult‚nd o serie de variante tehnologice de ob˛inere a pl„mezilor din materii prime amidonoase.

Procesul tehnologic de zaharificare a pl„mezilor din materii prime amidonoase se realizeaz„ Ón zaharificator, utilaj care are o capacitate egal„ cu a unui fierb„tor sau a 2˜3 fierb„toare. Œn zaharificator au loc urm„toarele opera˛ii: - r„cirea pl„mezii fierte p‚n„ la temperatura de fluidificare (75˜800C) sau de zaharificare (55˜600C);- amestecarea cu laptele de slad;- zaharificarea propriu-zis„;- r„cirea pl„mezii dulci p‚n„ la temperatura de Óns„m‚n˛are cu drojdie (300C);- Óns„m‚n˛area cu drojdie sub form„ de pl„mad„ de drojdie.

Œn figura 12 este redat„ Ón sec˛iune construc˛ia zaharificatorului. Principalele p„r˛i constructive ale zaharificatorului sunt urm„toarele: corpul zaharificatorului 1, construit din tabl„ de fier, din cupru, o˛el inoxidabil sau aluminiu; agitatorul 2, cu un r‚nd sau dou„ r‚nduri de palete; motorul cu reductor 3, care antreneaz„ agitatorul cu o tura˛ie de 100 rot/min.; conducta 4, de desc„rcare a masei fierte din fierb„tor; clopotul de suflare 5, pe a c„rui suprafa˛„ interioar„ este proiectat„ masa fiart„ sub presiune; conducta 6, de introducere a apei de r„cire Ón serpentinele zaharificatorului; serpentina de r„cire 7; conducta 8 de ieºire a apei din sistemul de r„cire a zaharificatorului.

Alte p„r˛i componente: exhaustorul 9 pentru evacuarea aburului care se degaj„ intens Ón timpuldesc„rc„rii fierb„toarelor; conducta de abur 10, pentru m„rirea tirajului ºi sterilizarea exhaustorului; conducta 11pentru evacuarea condensului care se formeaz„ Ón exhaustor; ventilul ºi conducta 12, pentru golireazaharificatorului; termometrul 13.

Œn conducerea practic„ a opera˛iei de zaharificare trebuie s„ se aib„ Ón vedere urm„toarele:- s„ se creeze condi˛ii optime de temperatur„ pentru ac˛iunea de fluidificare ºi de zaharificare produs„ de

amilaze;- termorezisten˛a celor dou„ amilaze la temperatura de zaharificare;- pH-ul optim al pl„mezilor;- evitarea contamin„rilor cu microorganisme str„ine;- simplificarea pe c‚t posibil a opera˛iei.

Œn timpul opera˛iei de zaharificare se controleaz„:- gradul de zaharificare;- gradul Balling ºi coeficientul calitativ al pl„mezii;- aciditatea ºi pH-ul;- puterea amilolitic„ a pl„mezii dulci.

Œn vederea controlului zaharific„rii se filtreaz„ o por˛iune din pl„mada dulce, examin‚ndu-se at‚t reziduul c‚t ºi filtratul limpede ob˛inut. Œn reziduul sp„lat bine cu ap„ trebuie s„ se g„seasc„ numai coji, f„r„ amidon aderent ºi s„ se ob˛in„ cu iodul o colora˛ie g„lbuie sau roºiatic„. Filtratul trebuie s„ aib„ o culoare galben„ deschis„ ºi gust dulce ºi s„ nu dea colora˛ie cu iodul, care ar indica o zaharificare incomplet„.

Gradul de zaharificare se controleaz„ cu o solu˛ie de iod-iodur„ de potasiu care se prepar„ dizolv‚nd 1 g iod ºi 2 g iodur„ de potasiu Ón 300 ml de ap„ distilat„.

Œn filtratul limpede se determin„ Ón primul r‚nd con˛inutul Ón extract al pl„mezii (gradul zaharometric) cu ajutorul zaharometrului Balling sau prin alte metode cunoscute.

Gradele zaharometrice Balling exprim„ Ón procente masice totalitatea substan˛elor existente Ón pl„mada limpede, substan˛e fermentescibile ºi substan˛e nefermentescibile.

Coeficientul calitativ al pl„mezii reprezint„ procentul de glucide fermentescibile din extractul pl„mezii, av‚nd astfel aceeaºi semnifica˛ie cu gradul final de fermentare folosit Ón industria berii. Coeficientul calitativ al pl„mezii (Q) se poate determina pe cale chimic„ sau printr-o prob„ de fermentare ºi prezint„ urm„toarele valori: - pentru pl„mezi din cartofi sau secar„ Q =79˜85%;- pentru pl„mezi din porumb sau gr‚u Q = 89˜90%;- pentru pl„mezi din melas„ Q = 60%.

19

Aciditatea pl„mezii se exprim„ Ón practic„ Ón grade Delbr¸ck (0D) care reprezint„ ml NaOH 1n necesar pentru neutralizarea acizilor din 20 ml pl„mad„. Aciditatea pl„mezilor dulci din cartofi sau porumb variaz„ Óntre 0,1˜0,30D, ce corespunde la un pH de 5,3˜5,7.

Controlul puterii amilolitice a pl„mezii zaharificate este necesar pentru a se constata dac„ mai exist„ suficiente amilaze active necesare pentru zaharificarea secundar„ a dextrinelor limit„ la fermentare ºi se face astfel: - se introduc Ón 5 eprubete c‚te 10 ml solu˛ie de amidon solubil 2%;- se adaug„ 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 ºi 1,25 ml pl„mad„ dulce filtrat„, se amestec„ ºi se ˛in eprubetele timp de 60

minute Óntr-o baie de ap„ cu temperatura de 550C;- se r„cesc eprubetele Ón ap„ rece, se adaug„ c‚te 0,5 ml iod n/50, se agit„ ºi se observ„ colora˛ia format„;- dac„ se ob˛ine o culoare galben„ deja Ón proba cu 0,5 ml pl„mad„, Ónseamn„ c„ zaharificarea a fost bine

condus„; dac„ aceast„ culoare apare de abia Ón eprubeta cu 0,75 ml pl„mad„, rezult„ c„ activitatea amilazic„ este slab„, acest fapt dator‚ndu-se folosirii unui mal˛ s„rac Ón enzime sau a unor temperaturi prea ridicate la zaharificare.

Pl„mada dulce este supus„ ºi unui control microbiologic pentru depistarea eventualelor contamin„ri. Controlul microbiologic la zaharificare ne poate indica dac„ contaminarea cu bacterii provine din aceast„ faz„ a procesului tehnologic.

4.4. PREGÃTIREA DROJDIEI PENTRU FERMENTARE Fermentarea pl„mezilor dulci din materii prime amidonoase se realizeaz„ cu ajutorul drojdiilor, care

datorit„ complexului enzimatic con˛inut, transform„ zah„rul din pl„mad„ Ón alcool etilic ºi dioxid de carbon. Drojdiile utilizate trebuie s„ Óndeplineasc„ urm„toarele condi˛ii: s„ aib„ o putere alcooligen„ ridicat„, s„

se poat„ acomoda la pl„mezile acide din cereale ºi cartofi, s„ declanºeze rapid fermenta˛ia, s„ formeze o cantitate redus„ de spum„ la fermentare ºi s„ produc„ o cantitate c‚t mai mic„ de hidrogen sulfurat ºi alte substan˛e de gust ºi arom„ nedorite.

Drojdiile utilizate la fermentarea pl„mezilor din industria alcoolului se pot folosi sub form„ de: - drojdii lichide (cultivate Ón fabric„);- drojdii uscate;- drojdii comprimate (drojdia de panifica˛ie).

Pentru realizarea de randamente superioare s-a impus ob˛inerea de mutan˛i prin utilizarea de agen˛i chimici. Aceste tulpini con˛in ADN modificat mitocondrial ºi este inhibat„ produc˛ia de enzime necesare pentru metabolismul aerob.

Sub aspectul capacit„˛ii de fermentare, drojdia pentru alcool trebuie s„ fermenteze c‚t mai complet glucidele din pl„mezi, Óntr-un timp c‚t mai scurt, deci cu o vitez„ mare, pentru ca procesul de fermentare s„ fie rentabil.

Cultura de produc˛ie se ob˛ine pe pl„mezi speciale pentru drojdie, preparate din materii prime amidonoase de calitate, prelucrate hidrotermic ºi zaharificate. Pl„mezile speciale, Ón vederea cre„rii unor condi˛ii de dezvoltare selectiv„ numai a drojdiilor de cultur„, se acidific„ prin adaos de acid sulfuric sau prin acidulare biologic„ prin fermenta˛ie lactic„.

Œn ultimul timp au ap„rut o serie de preparate comerciale de drojdie uscat„ ce pot fi utilizate drept culturi starter la fabricarea alcoolului care prezint„ anumite avantaje Ón utilizarea lor: - o pornire rapid„ a fermenta˛iei;- un randament optim de transformare a zah„rului Ón alcool;- o calitate constant„ a produsului ob˛inut.

Doza de drojdie uscat„ este de 10˜20 g/hl pl„mad„, un gram de preparat con˛in‚nd 20˜25 x 109 celule de drojdie. Preparatul uscat, dup„ o scurt„ faz„ de hidratare, se introduce Ón pl„mada zaharificat„ Ón care trebuie s„ se distribuie c‚t mai uniform, pentru ca fermenta˛ia s„ porneasc„ Ón Óntreaga mas„ de pl„mad„.

Cercet„rile efectuate Ón industria alcoolului au condus la utilizarea drojdiilor imobilizate, realiz‚ndu-se o creºtere cu 20˜25% a produc˛iei de alcool. Imobilizarea celulelor de drojdie se face prin Ónglobarea lor Ón geluri de diferite naturi, care reprezint„ materiale inerte Ón raport cu produsele din mediu. Se Óntrebuin˛eaz„ pentru imobiliz„ri: - k-carageenan;- alginat de aluminiu;- alginat de calciu;- polimeri sintetici;- parasilica˛i.

La preg„tirea pl„mezii de drojdie deosebim dou„ procedee principale:- procedeul clasic;- procedeul simplificat cu acid sulfuric.Procedeul clasic. Acest procedeu se caracterizeaz„ prin scoaterea unei por˛iuni din pl„mada dulce (5˜10%) ºipreg„tirea ei Ón mod special pentru cultivarea drojdiei prin acidulare ºi adaos de substan˛e nutritive.

Preg„tirea pl„mezii de drojdie cuprinde trei faze principale:- prepararea pl„mezii speciale;- acidularea pl„mezii speciale;

20

- prefermentarea.Por˛iunea de pl„mad„ dulce (5-10%), adus„ din pl„mada zaharificat„ se filtreaz„ ºi se adaug„ 4˜6%

mal˛ verde sub form„ de lapte de slad, Ón cazul cartofilor, ºi circa 10% la prelucrarea porumbului, pentru Ómbog„˛irea ei Ón substan˛e nutritive. Se zaharific„ apoi pl„mada timp de 60 minute la 60˜620C ºi se r„ceºte rapid la temperatura de Óns„m‚n˛are cu drojdii de 28˜300C. Pl„mada astfel ob˛inut„ are o concentra˛ie de 20˜22 0Bllg. Acidularea pl„mezii speciale se poate face cu acizi organici sau anorganici. Caracteristic pentru procedeul clasic este acidularea prin fermenta˛ie lactic„ a pl„mezii speciale timp de 20˜24 ore la temperatura de 50˜55 0C prin Óns„m‚n˛are cu Bacillus Delbr¸cki. Prin acidulare trebuie s„ se ajung„ Ón pl„mad„ la o aciditate de 1,8˜2 0D. Dup„ acidulare pl„mada special„ se r„ceºte repede la temperatura de 28˜300C, la care se face Óns„m‚n˛area cu drojdii.

La prefermentare, pl„mada special„ acidulat„ ºi r„cit„ se Óns„m‚n˛eaz„ apoi cu o cultur„ pur„ de laborator (circa 5 litri), ob˛inut„ prin multiplicarea drojdiei Ón condi˛ii sterile pe must de mal˛ sau chiar pe melas„. Œn timpul preferment„rii drojdia se multiplic„ de circa 7 ori, form‚ndu-se 7˜8% alcool vol., astfel Ónc‚t gradul Balling al pl„mezii speciale scade de la valoarea ini˛ial„ de 200Bllg la 5˜60Bllg. Durata preferment„rii este de 20˜24 ore. Procedeul simplificat cu acid sulfuric . Dup„ acest procedeu preg„tirea pl„mezii de drojdie se face astfel: o por˛iune mic„ (4˜5%) din pl„mada principal„ se Óns„m‚n˛eaz„ cu o cultur„ pur„ de drojdie ob˛inut„ Ón laborator, se aciduleaz„ cu acid sulfuric p‚n„ la pH 3,5 ºi se prefermenteaz„ timp de 20˜24 ore la temperatura de 26˜28 0C. Pl„mada de drojdie astfel ob˛inut„, cu un extract de 6˜80Bllg serveºte apoi pentru Óns„m‚n˛area pl„mezii dulci r„cit„ la 300C.

4.5. FERMENTAREA PLÃMEZILOR DIN MATERII PRIME AMIDONOASE Fermentarea reprezint„ una din opera˛iile tehnologice cele mai importante de la fabricarea alcoolului Ón care se

pot reflecta at‚t neajunsurile produse anterior la fierbere ºi zaharificare c‚t ºi deficien˛ele care pot s„ apar„ Ón timpul acestei opera˛ii.

Principalele cerin˛e care se impun la fermentare sunt urm„toarele: - s„ se lucreze cu o drojdie viguroas„ la temperaturi optime de fermentare;- s„ se realizeze un grad de fermentare corespunz„tor Óntr-un timp c‚t mai scurt posibil;- pl„mada s„ fie ferit„ de contamin„ri cu microorganisme str„ine.

Fermentarea pl„mezilor din cereale ºi cartofi este de durat„ mai Óndelungat„ de circa 72 ore, datorit„zaharific„rii secundare a dextrinelor limit„ ºi comport„ trei faze care se Óntrep„trund:- faza ini˛ial„ 20 ore- faza principal„ 18 ore- faza final„ 34 oreTotal 72 ore

Faza ini˛ial„, care dureaz„ 18˜20 ore, se caracterizeaz„ Ón special prin multiplicarea drojdiei ºi prin fermentarea a circa 40% din maltoz„. Prin folosirea unor culturi pure de drojdie viguroas„, fermenta˛ia maltozei se instaleaz„ rapid, astfel Ónc‚t se modific„ deja Ón faza ini˛ial„ echilibrul stabilit la zaharificare Óntre maltoz„ ºi dextrine.

Faza principal„, care dureaz„ 18˜20 ore, se caracterizeaz„ prin fermenta˛ia intens„ a maltozei, cu formare de alcool, dioxid de carbon ºi c„ldur„. Datorit„ creºterii concentra˛iei alcoolice a pl„mezii peste 5%, Ónceteaz„ practic Ón aceast„ faz„ multiplicarea drojdiei. Œn timpul ferment„rii creºte temperatura pl„mezii ºi este necesar„ r„cirea linurilor de fermentare, astfel Ónc‚t temperatura de fermentare s„ nu dep„ºeasc„ 340C. Faza principal„ dureaz„ at‚t timp c‚t Ón substrat se afl„ maltoz„.

Faza final„ a fermenta˛iei Óncepe dup„ ce s-a terminat maltoza din pl„mad„ ºi se caracterizeaz„ Óndeosebi prin zaharificarea secundar„ a dextrinelor limit„ sub ac˛iunea amilazelor r„mase Ón pl„mad„ ºi fermentarea maltozei rezultate. Œntruc‚t procesul de zaharificare secundar„ a dextrinelor decurge lent, faza final„ de fermentare are durata cea mai lung„ de 32˜34 ore. Œn aceast„ faz„ temperatura optim„ a pl„mezii este de 270C. Fermenta˛ia se consider„ terminat„ c‚nd extractul aparent al pl„mezii, determinat cu ajutorul zaharometrului Balling nu se mai modific„ Ón ultimele 4 ore de fermentare.

La sf‚rºitul fermenta˛iei pl„mada se poate trimite direct la distilare sau Óntr-un rezervor tampon, iar linul de fermentare se spal„ ºi se dezinfecteaz„, acord‚ndu-se o aten˛ie deosebit„ evacu„rii dioxidului de carbon.

Œn scopul creºterii productivit„˛ii linurilor de fermentare sau a prelucr„rii unor materii prime care se degradeaz„ rapid, se poate scurta durata de fermentare de la 72 ore la 48 ore sau chiar 36 ore, prin urm„toarele m„suri tehnologice: - folosirea preparatelor enzimatice microbiene, care prin hidroliza mai avansat„ a amidonului, conduc la

scurtarea fazei finale de fermenta˛ie;- conducerea fermenta˛iei la temperaturi mai ridicate de 35˜360C cu asigurarea unor m„suri speciale pentru

evitarea contamin„rilor cu microorganisme str„ine;- utilizarea unei cantit„˛i mai mari de pl„mad„ de drojdie de 10˜15% din cantitatea total„ de pl„mad„;- folosirea de borhot lichid recirculat (max. 60%) la ob˛inerea pl„mezii prin care se declanºeaz„ mai rapid

fermenta˛ia, scurt‚ndu-se faza ini˛ial„ p‚n„ la 2˜3 ore. Œn scopul desf„ºur„rii normale a procesului de fermenta˛ie se controleaz„:

21

- temperatura pl„mezii;- concentra˛ia Ón extract a pl„mezii;- pH-ul pl„mezii;- puritatea microbiologic„ a fermenta˛iei. La sf‚rºitul procesului de fermentare se determin„ concentra˛ia

alcoolic„ a pl„mezii fermentate, prin distilare, aceasta variind Óntre 6˜12% vol. alcool. Fermentarea pl„mezilor din cereale ºi cartofi are loc Ón vase speciale, denumite linuri de fermentare, prev„zute

cu serpentine de r„cire ºi conducte de captare a dioxidului de carbon. Linurile de fermentare pot avea form„ cilindric„ (vertical„ sau orizontal„) sau paralelipipedic„ (caset„).

Œn figura 13 sunt prezentate Ón sec˛iune linurile cilindrice verticale ºi cele paralelipipedice. Œn general, Ónzestrarea linurilor paralelipipedice ºi a celor cilindrice este identic„, cu deosebirea c„ linurile cilindrice au uneori Ón plus ºi instala˛ie de r„cire exterioar„.

Linul 1 este prev„zut cu conducta de Ónc„rcare cu pl„mad„ zaharificat„ 2, capacul superior de vizitare 3, capacul inferior de vizitare 4, conducta de evacuare a dioxidului de carbon 5, conducta de abur 6, supapa hidraulic„ de suprapresiune ºi vid 7, tija pentru fixarea termometrului 8, instala˛ia de r„cire interioar„ 9, racordul de ap„ rece 10 pentru alimentarea serpentinei de r„cire, racordul 11 pentru ieºirea apei de r„cire din serpentine ºi conducta 12 de evacuare a pl„mezii fermentate.

Œn majoritatea cazurilor c‚nd linurile se amplaseaz„ Óntr-o construc˛ie existent„ se alege forma paralelipipedic„, aceast„ form„ permi˛‚nd utilizarea economic„ a spa˛iului de produc˛ie.

Volumul linurilor metalice care se construiesc este corelat cu capacitatea de produc˛ie a fabricii. R„cirea linurilor se realizeaz„ prin stropirea Ón exterior a pere˛ilor Ón cazul linurilor cilindrice verticale ºi de

capacitate mic„ sau prin serpentine care se monteaz„ Ón interiorul linurilor de fermentare de mare capacitate. Sistemul de r„cire este alc„tuit din serpentine de cupru cu diametrul de 30˜40 mm. Acestea se monteaz„

sub forma unei spirale Ón linurile cilindrice sau a unor registre Ón linurile paralelipipedice. Suprafa˛a de r„cire necesar„ este de 0,3˜0,4 m2 pentru 1 m3 de pl„mad„ Ón fermentare.

Pierderile Ón alcool prin antrenare cu dioxid de carbon sunt Ón medie de 0,7% put‚nd s„ ajung„ p‚n„ la 1,4 % din alcoolul produs Ón linul de fermentare.

Pentru recuperarea alcoolului antrenat se folosesc sp„l„toare speciale de dioxid de carbon, cu talere sau umplutur„, care func˛ioneaz„ pe principiul coloanelor de distilare.

Fermentarea normal„ a pl„mezilor de cereale sau cartofi se caracterizeaz„ prin degajarea regulat„ ºi uniform„, Ón bule mari, a dioxidului de carbon Ón timpul fazei principale a ferment„rii. Prin spargerea bulelor de dioxid de carbon se formeaz„ unde la suprafa˛a pl„mezii. Acest gen de fermenta˛ie este numit fermenta˛ie ondulat„. Spre deosebire de fermenta˛ia ondulat„ caracteristic„ fabricilor care manifest„ permanent grij„ pentru desf„ºurarea Ón bune condi˛ii a procesului tehnologic, se cunosc trei genuri de fermenta˛ie anormal„, ºi anume: - fermentarea cu cobor‚rea ºi ridicarea pl„mezii;- fermentarea cu formare de spum„;- fermentarea cu formarea unei p„turi groase de coji.

Fermentarea cu cobor‚rea ºi ridicarea pl„mezii este caracteristic„ pl„mezilor de cereale ºi cartofi cu v‚scozitate mare. Œn aceste pl„mezi bulele de dioxid de carbon nu se pot ridica la suprafa˛„, din cauza v‚scozit„˛ii mari, ele se adun„ Ón profunzimea pl„mezii Óntr-un volum mare de gaz care r„bufneºte apoi la suprafa˛„. Pentru a evita producerea unei astfel de fermenta˛ii, c‚nd fabricile de alcool au ºi materii prime care dau pl„mezi v‚scoase, acestea trebuie prelucrate Ómpreun„ cu porumb sau cartofi de calitate.

Fermentarea cu formare de spum„ se caracterizeaz„ prin aceea c„ la suprafa˛a pl„mezii Ón fermentare, Ón faza principal„ se produce o spum„ persistent„ din bule de dioxid de carbon. Bulele nu se sparg ºi stratul se Óngroaº„ mereu, put‚nd ajunge la o grosime de 1˜1,5 m, ceea ce reprezint„ 40% din grosimea stratului de pl„mad„ aflat„ Ón lin. Spuma Óncepe s„ se formeze c‚nd temperatura Ón linul de fermentare este de 24˜25 0C ºi c‚nd extractul pl„mezii scade cu circa o treime din valoarea ini˛ial„. Cauzele acestui tip de fermentare sunt legate de drojdia ºi de materiile prime folosite Ón procesul tehnologic. M„sura indicat„ pentru combaterea spumei const„ Ón folosirea de antispuman˛i, cum sunt acizii graºi, uleiul de floarea-soarelui, etc. Pentru evitarea form„rii spumei Ón timpul fermenta˛iei sunt eficiente urm„toarele m„suri: - cartofii timpurii sau soiurile care spumeaz„ la fermentare s„ se fiarb„ mai mult timp;- cartofii s„ se pl„m„deasc„ la o temperatur„ mai ridicat„ pentru a se ob˛ine o pl„mad„ fluid„;- s„ se prelucreze Ón amestec mai multe variet„˛i de cartofi;- s„ se prelucreze, deºi prezint„ inconveniente, cartofii Ón amestec cu porumb;- s„ se schimbe cultura de drojdie pentru Óns„m‚n˛are.

Fermentarea cu formarea unei p„turi groase de coji. C‚nd se prelucreaz„ cereale care au bobul cu coaja groas„ sau bogate Ón celuloz„ (ov„z, orz, mei), la suprafa˛a pl„mezii se formeaz„ un strat de coji, a c„rui grosime poate atinge 1˜1,5 m. Pentru evitarea form„rii stratului de coji este indicat ca cerealele cu procent mare de coji s„ fie supuse decojirii sau prelucr„rii Ón amestec cu alte cereale cu procent redus de coji, astfel ca procentul de coji la prelucrare s„ nu dep„ºeasc„ 10%.

Controlul fermenta˛iei. At‚t Ón timpul desf„ºur„rii ferment„rii c‚t ºi la sf‚rºitul acesteia se efectueaz„ un control complex al pl„mezilor, care are drept scop asigurarea desf„ºur„rii normale a procesului de fermentare ºi ob˛inerea Ón final de randamente corespunz„toare. Se controleaz„ temperatura, aciditatea, concentra˛ia pl„mezii, puritatea microbiologic„, zah„rul rezidual, con˛inutul Ón alcool al pl„mezii finale.

22

5. DISTILAREA PLÃMEZILOR FERMENTATE Pl„mada fermentat„ este un amestec apos de diferite substan˛e aflate Ón solu˛ie sau Ón suspensie, unele dintre ele

fiind substan˛e nefermentescibile provenite din materiile prime ºi auxiliare, iar altele produse ale fermenta˛iei alcoolice.

Din materiile prime r„m‚n Ón solu˛ie Ón pl„mada fermentat„ cantit„˛i mici de zah„r rezidual, dextrine nezaharificate, acizi organici, gr„simi, substan˛e azotoase neasimilate de drojdie, s„ruri minerale, iar Ón suspensie coji ºi proteine coagulate.

Œn timpul fermenta˛iei alcoolice se formeaz„ ca produse principale alcoolul etilic ºi dioxidul de carbon, iar ca produse secundare aldehide, esteri, alcooli superiori, alcool metilic, glicerin„, º.a. De asemenea, pl„mada fermentat„ mai con˛ine drojdii ºi eventual microorganisme de contaminare.

Concentra˛ia alcoolic„ a pl„mezii fermentate variaz„ Ón limite largi cuprinse Óntre 6 ºi 12% Ón func˛ie de felul materiei prime ºi procesul tehnologic aplicat.

Alcoolul etilic ºi al˛i componen˛i volatili din pl„mad„ ca: aldehide, esteri, alcooli superiori, furfural, acizi volatili, se separ„ din pl„mad„ prin opera˛ia de distilare.

Distilarea se realizeaz„ prin Ónc„lzirea p‚n„ la fierbere ºi fierberea pl„mezilor fermentate Ón instala˛ii speciale, prin care alcoolul etilic ºi al˛i componen˛i volatili trec Ón faza de vapori ºi sunt apoi condensa˛i prin r„cire cu ap„.

Pentru a Ón˛elege mai bine procesul de separare a alcoolului din pl„mad„ prin distilare se poate asimila pl„mada fermentat„ cu un amestec binar miscibil format din alcool etilic ºi ap„, av‚nd o concentra˛ie alcoolic„ egal„ cu a pl„mezii fermentate.

Separarea alcoolului etilic din acest amestec se bazeaz„ pe diferen˛a de volatilitate dintre acesta ºi ap„. Astfel, alcoolul etilic este mai volatil dec‚t apa, av‚nd o temperatur„ de fierbere de 78,39 0C, Ón timp ce temperatura de fierbere a apei este de 1000C, la presiunea atmosferic„.

Œntruc‚t separarea componen˛ilor din amestec prin distilare se face Ón ordinea volatilit„˛ii lor, distil‚nd mai Ónt‚i cei cu volatilitate mai ridicat„, deci cu temperatur„ de fierbere mai sc„zut„, Ónseamn„ c„ vaporii rezulta˛i prin fierberea amestecului de alcool ºi ap„ vor fi mai boga˛i Ón alcool etilic, iar amestecul supus distil„rii se va epuiza treptat Ón alcool.

Pentru a ob˛ine un produs cu un con˛inut ridicat Ón alcool sunt necesare distil„ri repetate ºi odat„ cu creºterea con˛inutului Ón alcool al lichidului supus distil„rii se realizeaz„ o concentrare din ce Ón ce mai redus„ p‚n„ Ón momentul Ón care se ajunge la aºa numitul punct azeotropic, din care nu se mai poate realiza Ón continuare o concentrare prin distilare. Pentru amestecul de alcool etilic ºi ap„ acest punct azeotropic corespunde unei concentra˛ii alcoolice de 97,17%vol. sau 95,57% masic.

Din acest motiv, pe calea distil„rii repetate se poate ob˛ine un alcool cu concentra˛ia maxim„ Ón alcool de 97,2% vol.

Œn afar„ de alcool ºi ap„ prin distilarea pl„mezii fermentate trec Ón distilat ºi alte substan˛e volatile con˛inute, cum ar aldehide, esteri, alcooli superiori, acizi volatili, alcool metilic, º.a., care Ói confer„ un gust ºi un miros nepl„cut, astfel Ónc‚t se ob˛ine aºa numitul alcool brut, care trebuie purificat Ón continuare prin opera˛ia de rafinare. Reziduul f„r„ alcool rezultat de la distilare este denumit borhot.

5.1. INSTALAfiII DE DISTILARE A PLÃMEZII FERMENTATE Distilarea pl„mezilor fermentate Ón vederea ob˛inerii alcoolului brut este de fapt o distilare repetat„ a

unor condensate alcoolice, cu scopul ob˛inerii unei concentra˛ii ridicate Ón alcool, proces care este denumit rectificare.

Opera˛ia de distilare a pl„mezii fermentate se realizeaz„ Ón instala˛ii cu func˛ionare continu„ Ón care procesul fizic care are loc este urm„torul: - pl„mada fermentat„ preÓnc„lzit„ intr„ pe la partea superioar„ a unei coloane de pl„mad„ prev„zut„ cu talere

cu clopote ºi se scurge prin coloan„ cu vitez„ constant„ Ón contracurent cu aburul care se introduce pe labaza coloanei;

- pe m„sur„ ce urc„ Ón coloan„ vaporii se Ómbog„˛esc treptat Ón alcool, prin vaporiz„ri repetate de componentvolatil (alcool) ºi condens„rile repetate de component mai pu˛in volatil (ap„) rezult‚nd pe la parteasuperioare a coloanei de pl„mad„ vapori alcoolici cu concentra˛ia Ón alcool Ón echilibru cu cea a pl„meziifermentate, care sunt concentra˛i suplimentar p‚n„ la t„ria necesar„ a alcoolului brut Óntr-o coloan„ deconcentrare;

- prin scurgerea pl„mezii de pe un taler pe altul se realizeaz„ epuizarea treptat„ a pl„mezii Ón alcool, rezult‚ndpe la baza coloanei un reziduu dezalcoolizat ñ borhotul.

Instala˛iile de distilare continu„ a pl„mezilor fermentate, care dateaz„ de peste 100 ani, se pot Ómp„r˛i, Ónfunc˛ie de modul de amplasare a celor dou„ coloane, de pl„mad„ ºi de concentrare, Ón dou„ grupe:- instala˛ii cu dou„ coloane suprapuse;- instala˛ii cu dou„ coloane al„turate.

Instala˛ia cu dou„ coloane suprapuse se prezint„ Ón figura 14. Cu ajutorul pompei cu piston 1 pl„mada fermentat„ este introdus„ Ón deflegmatorul 2 al coloanei de

distilare 3 unde se preÓnc„lzeºte p‚n„ Ón apropierea punctului de fierbere pe seama vaporilor alcoolici care se condenseaz„ par˛ial Ón deflegmator. Pl„mada preÓnc„lzit„ se introduce apoi pe talerul superior al coloanei de

23

pl„mad„ 3a, Ónc„lzit„ la baz„ cu abur direct, Ón care se realizeaz„ epuizarea pl„mezii Ón alcool, rezult‚nd pe la partea inferioar„ borhot, care este evacuat din coloan„ cu ajutorul regulatorului de borhot 4.

Regulatorul de borhot joac„ rol de z„vor hidraulic, men˛in‚nd Ón spa˛iul de la baza coloanei un nivel constant de pl„mad„ ºi nepermi˛‚nd astfel aburului s„ ias„ odat„ cu borhotul. Astfel, la sc„derea nivelului pl„mezii la baza coloanei, flotorul regulatorului coboar„ ºi Ónchide evacuarea borhotului ºi invers.

Vaporii alcoolici rezulta˛i din coloana de pl„mad„, care este prev„zut„ cu 12-16 talere cu clopote, trec apoi Ón coloana de concentrare 3b, prev„zut„ de obicei cu talere cu site, Ón care se realizeaz„ concentrarea vaporilor de alcool brut. Vaporii de alcool brut trec apoi Ón deflegmatorul 2, Ón care se realizeaz„ o condensare par˛ial„ a componentului mai pu˛in volatil, pe seama pl„mezii care se preÓnc„lzeºte ºi eventual a apei de r„cire. Œn acest fel deflegmatorul realizeaz„ o concentrare suplimentar„ a vaporilor prin condensarea componentului mai pu˛in volatil care se reÓntorc Ón coloan„ sub form„ de reflux extern printr-o conduct„ special„.

Astfel, Ón figur„ s-a prezentat un deflegmator paralelipipedic, r„cit cu pl„mad„ Ón zona 2a ºi cu ap„ Ón zona 2b, care se monteaz„ direct deasupra coloanei de concentrare.

Vaporii de alcool brut deflegma˛i sunt trecu˛i apoi Ón condensatorul r„citor 5, Ón care se face condensarea Ón partea superioar„ multitubular„ 5a ºi r„cirea Ón partea inferioar„ 5b, alcoolul brut circul‚nd prin serpentin„. Œn scopul economisirii de ap„ de r„cire, aceasta trece Ón continuare la r„cirea deflegmatorului 2a.

Alcoolul brut ob˛inut, cu o concentra˛ie alcoolic„ de 80˜85% vol., este trecut apoi la felinarul de control 6, unde se poate citi t„ria alcoolic„ ºi temperatura cu ajutorul unui termoalcoolmetru ºi Ón continuare Ón filtrul de alcool 7, unde se separ„ pe baz„ de diferen˛„ de densitate impurit„˛ile mecanice din alcool. Separarea acestor impurit„˛i c‚t ºi omogenizarea care se realizeaz„ Ón filtru sunt necesare pentru opera˛ia urm„toare de m„surare a cantit„˛ii ºi concentra˛iei alcoolului brut, care se realizeaz„ cu ajutorul unui aparat special de control numit Siemens. Acesta Ónregistreaz„ cu ajutorul a dou„ contoare at‚t cantitatea de alcool trecut„ (Ón litri) c‚t ºi gradele dal (10dal = 0,1 litri alcool absolut) ºi indic„ Ón permanen˛„ pe o scar„ gradat„ concentra˛ia alcoolic„ Ón procente de volum.

De la aparatul de control alcoolul brut este trecut prin conducte la rezervorul de colectare a alcooluluibrut.

Aceast„ instala˛ie cu coloanele suprapuse are avantajul c„ se manipuleaz„ mai uºor, deoarece extragerea alcoolului ºi concentrarea lui se fac Óntr-o singur„ instala˛ie, iar consumul de abur ºi pierderile Ón alcool sunt mai mici. Datorit„ acestor avantaje este instala˛ia cea mai r„sp‚ndit„ de distilare.

Ca dezavantaje s-ar putea men˛iona Ón„l˛imea mare a instala˛iei c‚t ºi faptul c„ se ob˛ine un borhot mai diluat, cu gust mai pu˛in pl„cut, deoarece refluxul de la deflegmator curge prin coloan„ ºi dilueaz„ suplimentar borhotul.

Instala˛ia cu dou„ coloane al„turate se prezint„ Ón figura 15. Pl„mada prefermentat„, preÓnc„lzit„ Ón deflegmatorul 5 al instala˛iei, intr„ pe la partea superioar„ a coloanei

de pl„mad„ 1, care este Ónc„lzit„ pe la baz„ cu abur direct. Œn coloan„ se realizeaz„ epuizarea pl„mezii Ón alcool, ob˛in‚ndu-se pe la baz„ borhot care se evacueaz„ prin regulatorul de borhot 2. Din coloana de pl„mad„ rezult„ pe la partea superioar„ vapori de alcool diluat, care sunt trecu˛i prin separatorul de pic„turi 6 Ón coloana de concentrare 3. Œn aceast„ coloan„ se face, Ón partea inferioar„ 3a, epuizarea lichidului Ón alcool, ob˛in‚ndu-se pe la baz„ un lichid f„r„ alcool denumit ap„ de luter, care se evacueaz„ prin intermediul regulatorului 4, iar la partea superioar„ 3b se concentreaz„ vaporii de alcool brut, care sunt Ón continuare trecu˛i Ón deflegmatorul 5, Ón condensatorul r„citor 7, Ón felinarul de control 8 ºi apoi Ón filtrul de alcool brut 9.

Borhotul rezultat din aceast„ instala˛ie este mai concentrat, deoarece se evacueaz„ separat apa de luter provenit„ din refluxul coloanei 3.

Aceast„ instala˛ie se manipuleaz„ mai greu deoarece trebuie s„ fie Ónc„lzite cu abur ºi supravegheate dou„ coloane. Instala˛ia necesit„ un consum mai mare de abur ºi pierderile de alcool sunt mai mari, deoarece se poate pierde alcool ºi prin apa de luter de la cea de-a doua coloan„.

Datorit„ acestor dezavantaje importante, instala˛ia de distilare cu dou„ coloane este pu˛in utilizat„ Ónpractic„.

5.2. CONDUCEREA PROCESULUI DE DISTILARE Œnainte de punerea Ón func˛iune, se umple cu ap„ coloana de distilare 2, Ón care se introduce abur, pentru a

constata dac„ nu exist„ neetanºeit„˛i pe la flanºe. Dac„ etanºarea coloanei este bun„, se demonteaz„ vizoarele din dreptul talerelor pentru scurgerea apei ºi apoi se monteaz„ din nou.

Se umple apoi coloana cu pl„mad„ cu ajutorul pompei 1, se deschide aburul pentru Ónc„lzirea coloanei, care este terminat„ c‚nd conducta de alcool de la condensatorul r„citor la felinarul de control se Ónc„lzeºte. Se deschid robinetele de ap„ de r„cire a condensatorului r„citor ºi a deflegmatorului ºi se regleaz„ astfel debitul de alimentare cu pl„mad„ Ónc‚t Ón coloan„ s„ se realizeze regimul normal de func˛ionare. Printr-o corelare a debitului de pl„mad„, abur ºi ap„ de r„cire trebuie s„ se ajung„ la un debit constant de alcool la felinarul de control, a c„rui t„rie trebuie s„ fie de 80˜85% vol. alcool, cu temperatura de 15˜170C.

Prin automatizarea complex„ a instala˛iei se asigur„ un regim optim de func˛ionare. Principalii parametrii care se pot regla automat sunt: debitul de alimentare a coloanei cu pl„mad„, debitul ºi presiunea aburului, temperatura ºi debitul apei de r„cire, concentra˛ia ºi temperatura alcoolului brut.

Scoaterea temporar„ din func˛iune a instala˛iei de distilare se face oprindu-se mai Ónt‚i pompa de pl„mad„ ºi apoi accesul aburului. Dup„ ce a sc„zut presiunea din coloan„ se Ónchide ºi apa de r„cire. Pentru

24

repunerea Ón func˛iune se d„ drumul mai Ónt‚i la abur, care Ónc„lzeºte pl„mada acumulat„ la baza coloanei, iar Ón momentul Ón care a Ónceput s„ curg„ alcool la felinarul de control se porneºte ºi pompa de pl„mad„.

Œn cazul opririlor de lung„ durat„ este necesar ca dup„ oprirea pompei de pl„mad„ s„ se fiarb„ pl„mada din coloan„ p‚n„ c‚nd la felinarul de control nu se mai constat„ prezen˛a alcoolului, dup„ care se Ónchide accesul aburului ºi a apei de r„cire.

6. RAFINAREA ALCOOLULUI BRUT Œn urma distil„rii rezult„ ca produs intermediar alcoolul brut, care are o concentra˛ie alcoolic„ de 80˜85%

vol. ºi con˛ine o serie de impurit„˛i, mai mult sau mai pu˛in volatile, fie provenite din pl„mada fermentat„, fie formate chiar Ón cursul procesului de distilare.

Rafinarea reprezint„ opera˛ia de purificare ºi concentrare a alcoolului brut, Ón vederea ob˛inerii unui produs de puritate superioar„ denumit alcool etilic rafinat.

Prin rafinare alcoolul se concentreaz„, devine limpede, f„r„ gust ºi miros str„in. Alcoolul rafinat trebuie s„ aib„ o concentra˛ie alcoolic„ de minimum 96%, nu trebuie s„ con˛in„ alcool metilic ºi furfural, iar con˛inutul s„u Ón acizi, esteri, aldehide ºi alcooli superiori trebuie s„ fie foarte sc„zut.

Pentru a se realiza o purificare avansat„ a alcoolului este necesar ca la rafinare s„ se aib„ Ón vedere dou„ aspecte principale: temperaturile de fierbere ale impurit„˛ilor ºi solubilit„˛ile lor Ón amestecul de alcool ñ ap„.

Impurit„˛ile din alcoolul brut au temperaturi de fierbere repartizate Óntre 20,20C (aldehida acetic„) ºi 161,60 (furfural), Óns„ Ón realitate distilarea lor se face Óntr-un domeniu de temperaturi mult mai restr‚ns, deoarece majoritatea formeaz„ amestecuri azeotrope cu apa, cu temperaturi de fierbere mult mai joase dec‚t a substan˛ei pure.

Impurit„˛ile se vor repartiza Ón coloan„ Ón func˛ie de temperaturile lor de fierbere ºi solubilitatea lor,astfel:- impurit„˛ile mai volatile dec‚t alcoolul etilic vor fi ridicate de vaporii alcoolici spre partea superioar„ a

coloanei, unde vor fi evacua˛i Ón stare de vapori sub forma de frun˛i;- impurit„˛ile mai pu˛in volatile se vor concentra spre partea inferioar„ a coloanei form‚nd cozile.

Aºadar prin rafinarea alcoolului brut se ob˛in trei frac˛iuni:- frun˛ile;- alcoolul rafinat;- cozile.

Opera˛ia de rafinare a alcoolului brut se execut„ Ón instala˛ii speciale, care Ón func˛ie de construc˛ie ºimodul de func˛ionare, sunt de dou„ tipuri:- instala˛ii cu func˛ionare discontinu„ (periodic„);- instala˛ii cu func˛ionare continu„.

6.1. RAFINAREA DISCONTINUÃ Se realizeaz„ Ón instala˛ii speciale (figura 16). Se compune din blaza 1, coloana de rafinare 2, deflegmatorul 3, condensatorul r„citor 4, felinarul de

control 6 ºi regulatorul de abur 7. Blaza 1 este prev„zut„ cu o serpentin„ de Ónc„lzire indirect„ cu abur 8, un barbotor de abur direct 9, un racord de umplere 10 ºi de evacuare a apei de luter 11, un manometru 12, o sticl„ de nivel 13.

Coloana de rafinare 2 este format„ din 40˜50 talere cu site care permite ob˛inerea unui alcool rafinat cu t„ria de minimum 96% vol. alcool.

Conducerea rafin„rii discontinue se realizeaz„ astfel: - se introduce Ón blaz„ o cantitate m„surat„ de alcool brut ºi se dilueaz„ cu ap„ de luter p‚n„ la 40˜500

alcoolice;- se realizeaz„ Ónc„lzirea alcoolului brut mai Ónt‚i cu abur direct timp de 10˜20 minute ºi apoi cu abur indirect

30˜60 minute p‚n„ ce se Ónc„lzeºte mai mult de 2/3 din coloan„, ceea ce arat„ c„ vaporii alcoolici au ajuns Ón deflegmator;

- se d„ drumul apoi la debitul maxim de ap„ de r„cire Ón condensator ºi deflegmator, realiz‚ndu-se o condensare total„ a vaporilor alcoolici ce intr„ Ón deflegmator, care se Óntorc Ón coloan„ sub form„ de reflux extern. Prin aceast„ fr‚nare a distil„rii, care dureaz„ 1˜3 ore, se realizeaz„ o m„rire a concentra˛iei alcoolice spre v‚rful coloanei, Ómpiedic‚ndu-se ridicarea impurit„˛ilor grele ºi concentr‚ndu-se Ón v‚rful coloanei frun˛ile;

- se micºoreaz„ apoi debitul apei de r„cire ºi se Óncepe colectarea alcoolului frun˛i, timp de 2˜3 ore, care are la Ónceput o concentra˛ie alcoolic„ de 92˜94% vol. ºi o culoare verzuie, iar spre sf‚rºit devine incolor, iar concentra˛ia creºte la 95˜96% alcool vol.;

- se distil„ Ón continuare alcoolul rafinat, care trebuie s„ aib„ concentra˛ia alcoolic„ de minimum 96% vol. La Ónceput se lucreaz„ la capacitatea maxim„ a coloanei, apoi pe m„sur„ ce se micºoreaz„ con˛inutul blazei Ón alcool, se m„reºte treptat debitul de ap„ de r„cire, astfel Ónc‚t s„ nu se produc„ o sc„dere a concentra˛iei alcoolice pe talere. Distilarea alcoolului rafinat dureaz„ circa 40 ore;

- Ón momentul Ón care concentra˛ia alcoolic„ la felinarul de control scade ºi se constat„ organoleptic apari˛ia cozilor, Óncepe colectarea acestora, opera˛ie care dureaz„ 1˜2 ore;

- c‚nd la felinarul de control alcoolul devine tulbure, datorit„ prezen˛ei uleiului de fuzel, care Ón solu˛ie alcoolic„ diluat„ emulsioneaz„, se poate colecta ºi acesta, trimi˛‚ndu-se direct Óntr-un rezervor separat, f„r„ a

25

se mai trece prin aparatul de control. Uleiul de fuzel poate fi purificat Ón continuare cu ajutorul separatoarelor de ulei de fuzel sau prin tratare cu o solu˛ie de clorur„ de sodiu, astfel Ónc‚t concentra˛ia sa Ón ulei de fuzel s„ fie de minimum 85%;

- la sf‚rºitul rafin„rii, c‚nd concentra˛ia lichidului de la felinarul de control scade sub 2% alcool vol. se goleºte apa de luter din blaz„ ºi se Óncepe o nou„ ºarj„. Durata total„ a unei ºarje este de circa 48 ore.

Alcoolul etilic rafinat este trecut Ón aparate de control speciale pentru alcool rafinat ºi apoi Ón rezervoarele de depozitare, iar alcoolul frun˛i ºi cozi sunt trecute prin aparatul de control aferent Óntr-un rezervor comun de depozitare form‚nd alcoolul tehnic.

Rafinarea discontinu„ are dezavantajul unei productivit„˛i mai sc„zute, a unui consum specific de abur mai ridicat ºi a unor pierderi mai mari de alcool.

6.2. RAFINAREA CONTINUÃ Cele mai r„sp‚ndite instala˛ii de rafinare a alcoolului brut sunt instala˛iile cu dou„ coloane tip Barbet, care se

caracterizeaz„ printr-o productivitate mai ridicat„, un consum mai redus de abur ºi ob˛inerea unui alcool de calitate superioar„, constant„, cu pierderi mai sc„zute Ón alcool.

Schema instala˛iei de rafinare continu„ tip Barbet este prezentat„ Ón figura 17. Alcoolul brut diluat cu ap„ de luter Ón rezervorul 1 este preÓnc„lzit Ón schimb„torul de c„ldur„ 2 cu ap„

de luter fierbinte de la coloana de rafinare ºi intr„ apoi la mijlocul coloanei de frun˛i sau epurare 3. Œn coloana de frun˛i se realizeaz„ Ón partea inferioar„ talerului de alimentare 3a antrenarea aldehidelor ºi

esterilor care formeaz„ frun˛ile din alcoolul brut, care se concentreaz„ Ón partea superioar„ a coloanei 3b ºi Ón deflegmatorul 4, sunt trecute apoi Ón condensatorul r„citor 5 ºi apoi la felinarul de frun˛i 6. Pe la partea inferioar„ rezult„ un lichid alcoolic eliberat de frun˛i, denumit epurat, cu o t„rie alcoolic„ de circa 40% vol., care trece apoi Ón coloana de rafinare.

Coloana de epurare este prev„zut„ de obicei cu 12 talere Ón partea inferioar„ de epuizare ºi 12 talere Ón partea superioar„ de concentrare a frun˛ilor. Epuratul rezultat din coloana de frun˛i este introdus pe talerul de alimentare a coloanei de rafinare 7. Aceasta este Ónc„lzit„ la baz„ cu abur direct care epuizeaz„ total epuratul Ón alcool Ón zona 7a ob˛in‚ndu-se pe la baz„ ap„ de luter care se evacueaz„ prin regulatorul de ap„ de luter 8.

Vaporii alcoolici rezulta˛i din epurat care mai con˛in Ónc„ resturi de frun˛i, se concentreaz„ la partea superioar„ a coloanei de rafinare 7b pe un num„r mare de talere (50˜60) ºi sunt trecu˛i apoi Ón deflegmatorul 9 unde se face concentrarea resturilor de frun˛i, care sunt trecute apoi Ón condensatorul 10 ºi reÓntoarse Ón coloana de frun˛i 3.

Alcoolul rafinat se separ„ sub form„ lichid„ de pe talerele primului segment de sus al coloanei de rafinare ºi este trecut Ón r„citorul de alcool rafinat 11 ºi apoi la felinarul de control 12, dup„ care ajunge la aparatul de control ºi Ón rezervorul de alcool rafinat.

O parte din impurit„˛ile grele se separ„ sub form„ lichid„ ca ulei de fuzel de pe talerele coloanei de rafinare unde concentra˛ia alcoolic„ este de 47˜48%vol. Uleiul de fuzel rezultat este trecut Ón r„citorul 13, apoi la felinarul de control 14 ºi Ón final la separatorul de ulei de fuzel 15, lichidul alcoolic separat de ulei reÓntorc‚nduse Ón coloan„ pentru recuperarea alcoolului.

Alcoolul cozi se colecteaz„ tot sub form„ lichid„ de pe talerele inferioare ale zonei 7b a coloanei de rafinare ºi este trecut tot Ón r„citorul 13 ºi apoi la felinarul de cozi 16.

Œn practic„ frun˛ile de la felinarul 6 ºi cozile de la felinarul 16 sunt trecute Ómpreun„ la acelaºi aparat de control a cantit„˛ilor rezultate ºi apoi Ón rezervorul de depozitare a alcoolului tehnic. Œn unele cazuri se renun˛„ Ón practic„ la colectarea uleiului de fuzel, care se evacueaz„ astfel cu apa de luter. Apa de luter con˛ine acizi volatili ºi alte substan˛e mai pu˛in volatile dec‚t alcoolul etilic. Con˛inutul Ón alcool al apei de luter trebuie s„ fie de max. 0,1%.

Printr-o exploatare corect„ a instala˛iei, respect‚ndu-se debitele de alimentare cu alcool brut, abur ºi ap„ de r„cire c‚t ºi debitele de scurgere a alcoolului rafinat, frun˛ilor ºi cozilor se ob˛ine un produs de calitate superioar„, iar pierderile Ón alcool se pot reduce mult sub limita de 1,4%, chiar p‚n„ la 0,2%.

Depozitarea alcoolului rafinat ºi a subproduselor At‚t alcoolul rafinat c‚t ºi subprodusele (alcool tehnic, ulei de fuzel) sunt depozitate Ón rezervoare

speciale amplasate Óntr-un depozit de alcool, separat de sec˛iile de produc˛ie, cu care comunic„ prin conducte. Depozitarea alcoolului trebuie efectuat„ cu grij„ pentru a evita pierderile Ón alcool, respect‚ndu-se strict normele de protec˛ie a muncii ºi paz„ contra incendiilor. Œn acest scop este necesar ca depozitul s„ fie bine izolat pentru a se reduce c‚t mai mult pierderile prin evaporare Ón timpul verii. Rezervoarele de alcool se pot amplasa ºi Ón aer liber.

Pentru depozitarea alcoolului ºi a subproduselor se folosesc rezervoare de form„ cilindric„ (verticale sau orizontale). 7. VALORIFICAREA SUBPRODUSELOR ™I A DE™EURILOR DE LA FABRICAREA ALCOOLULUI

Din procesul tehnologic de fabricare a alcoolului din melas„ ºi materii prime amidonoase rezult„ ca principale subproduse dioxidul de carbon, alcoolul tehnic (frun˛i ºi cozi) ºi uleiul de fuzel, iar ca deºeuri recuperabile borhoturile de cereale, cartofi ºi melas„.

Prin valorificarea integral„ ºi complex„ a subproduselor ºi deºeurilor rezultate, fabricile de alcoolbeneficiaz„ de avantaje economice apreciabile, rezolv‚ndu-se par˛ial sau chiar integral ºi problema apelorreziduale.

26

7.1. DIOXIDUL DE CARBON Œn timpul ferment„rii pl„mezilor din materii prime amidonoase sau melas„ se degaj„ dioxid de carbon, care

antreneaz„ ºi cantit„˛i mici de alcool, produse secundare de fermenta˛ie c‚t ºi ap„ din pl„mad„, impurit„˛i care formeaz„ 0,5˜1% din cantitatea de gaz degajat„.

Cantitatea de dioxid de carbon care rezult„ teoretic prin fermentare reprezint„ 48,8% din masa glucozei fermentate, 50,3% din masa maltozei ºi 54,3% din masa amidonului prelucrat. Dac„ se admite c„ randamentul practic Ón alcool reprezint„ 90% din cel teoretic vor rezulta urm„toarele cantit„˛i de dioxid de carbon: - din 100 kg glucoz„ sau fructoz„ 43,9 kg CO2;- din 100 kg maltoz„ sau zaharoz„ 45,5 kg CO2; - din 100 kg amidon sau dextrine 48,9 kg CO2.

Cantitatea recuperabil„ de dioxid de carbon depinde de materia prim„ folosit„, procesul tehnologic aplicat ºi m„rimea linurilor de fermentare. Astfel, la prelucrarea cartofilor ºi cerealelor prin procedeul discontinuu, dioxidul de carbon este recuperat Ón propor˛ie de circa 70%, iar la prelucrarea melasei prin procedeul discontinuu Ón propor˛ie de circa 50%. Œn cazul ferment„rii continue a pl„mezilor cantitatea recuperat„ este mult mai mare.

Dioxidul de carbon poate fi prelucrat Ón urm„toarele moduri: - prin purificare, comprimare ºi eventual lichefiere pentru fabricarea b„uturilor r„coritoare carbogazoase ºi Ón

alte industrii;- pentru fabricarea carbonatului de calciu sau a carbonatului de amoniu.

Procesul tehnologic de purificare, comprimare ºi lichefiere a dioxidului de carbon se realizeaz„ cu ajutorul unor instala˛ii speciale prezentate la fermentarea berii.

Dioxidul de carbon lichid trebuie s„ aib„ o puritate de minimum 98%, s„ con˛in„ maximum 0,1% ap„, s„ nu con˛in„ urme de ulei ºi alte gaze ºi s„ nu prezinte mirosuri str„ine. El se livreaz„ Ón butelii speciale din o˛el cu capacitatea de Ónc„rcare de 10 ºi 20 kg, rezistente la presiune ridicat„ p‚n„ la 100 at.

Dioxidul de carbon se mai foloseºte Ón industria c„rnii pentru asomarea porcilor, la fabricarea ghe˛ii carbonice (prin evaporarea dioxidului de carbon lichid Ón aparate speciale, c‚nd are loc o r„cire puternic„ ºi solidificarea la temperatura de ñ78,90C), care se utilizeaz„ la transportul alimentelor cu perisabilitate ridicat„, Ón industria metalurgic„ la turnarea metalelor, Ón industria constructoare de maºini la sudura Ón atmosfer„ de dioxid de carbon, Ón medicin„, cercetare, etc.

Carbonatul de calciu se ob˛ine Ón fabricile de alcool, folosind ca materii prime varul ºi dioxidul de carbon rezultat de la fermenta˛ie. Stingerea varului se efectueaz„ cu ap„ cald„ cu temperatura de 65˜70 0C, care s„ permit„ ob˛inerea unei temperaturi optime de stingere de 85˜900C, Ón sting„toare rotative, din care se ob˛ine un lapte de var cu 18˜20% s.u. Dup„ stingere laptele de var este filtrat grosier ºi fin pentru separarea sterilului (p„r˛ii insolubile) ºi introdus Ón vase de carbonatare, Ón care se introduce pe la partea inferioar„ sub agitare dioxid de carbon.

Opera˛ia de carbonatare are loc la temperaturi de 50˜600C timp de 20˜60 minute, ob˛in‚ndu-se o suspensie de carbonat de calciu care este concentrat„ mai Ónt‚i prin filtrare sub vid p‚n„ la 50% s.u. ºi apoi prin uscare Ón instala˛ii tip tunel p‚n„ la o umiditate final„ de 0,4˜0,6%.

Dup„ uscare produsul este m„cinat Óntr-o moar„ cu discuri, ambalat Ón saci, depozitat ºi livrat la beneficiari.

Carbonatul de calciu se fabric„ Ón mai multe tipuri: A, B, C, I, Ón func˛ie de gradul de puritate ºi destina˛ie. Astfel, tipurile A ºi I sunt folosite Ón industria de cosmetice, antibiotice ºi industria electrotehnic„, tipul B Ón industria materialelor plastice ºi a cauciucului, iar tipul C de puritate mai redus„ este destinat altor utiliz„ri.

Œn func˛ie de tipul de carbonat de calciu fabricat, consumul specific de dioxid de carbon variaz„ Óntre 1000˜3500 kg/tona de produs finit.

Carbonatul de amoniu se ob˛ine Ón urma reac˛iei dintre dioxidul de carbon ºi amoniac. Pe aceast„ cale se pot ob˛ine teoretic 2,17 tone carbonat de amoniu la o ton„ de CO2, randamentul practic este de 2 t/t de CO2.

Carbonatul de amoniu se foloseºte ca adaos la furajarea animalelor, Ón cazul hranei s„race Ón proteine, av‚nd un coeficient ridicat de asimilare de circa 80%.

7.2. ALCOOLUL TEHNIC Alcoolul tehnic (frun˛i ºi cozi) reprezint„ amestecul de alcool frun˛i ºi cozi rezultat Ón instala˛iile de

rafinare, Ón care predomin„ frun˛ile. Alcoolul tehnic este folosit Ón industria lacurilor ºi vopselelor sau la fabricarea alcoolului denaturat.

Œn compozi˛ia chimic„ a frun˛ilor intr„: - alcool etilic 93˜97%- aldehide 0,3˜0,5%- esteri 0,3˜2,6%- metanol 0,4˜1,5%- acizi organici volatili 0,07˜0,09%

Frun˛ile ob˛inute de la rafinare se pot Óntoarce la fermentare sau la distilare. Prin reÓntoarcerea frun˛ilor Ón pl„mezi la Ónceputul ferment„rii se limiteaz„ formarea de noi produse secundare de fermenta˛ie ce conduce la

27

creºterea randamentului Ón alcool, iar prin Óntoarcerea lor la distilare se fr‚neaz„ procesul de formare a esterilor, iar unii acizi trec Ón borhot.

La rafinarea alcoolului brut din cereale ºi cartofi Ón instala˛ii periodice, cantitatea de frun˛i este de 3,5%, iar Ón cele continue 2,6% fa˛„ de alcoolul absolut. La prelucrarea melasei rezult„ cantit„˛i mai mari de frun˛i de 4,2% Ón cazul instala˛iilor periodice ºi 3,2% Ón cazul celor continue (Hopulele, T., 1980).

7.3. ULEIUL DE FUZEL Uleiul de fuzel este un produs rezultat de la rafinarea alcoolului brut, format din impurit„˛i cu

volatilitate mai redus„ din care predomin„ alcoolii superiori: amilic, izoamilic, izobutilic, propilic. Al„turi de alcooli superiori, se g„sesc cantit„˛i mai mici de esteri ai acestora, acizi organici volatili ºi furfural. Pentru livrare, el trebuie s„ aib„ o puritate de minimum 85%. Se Óntrebuin˛eaz„ ca dizolvant, ca atare, sau dup„ esterificare cu acizi organici. Œn industria alimentar„, se utilizeaz„ esterii alcoolilor amilic ºi butilic pentru aromatizarea bomboanelor.

7.4. BORHOTUL DIN CEREALE ™I CARTOFI Borhotul din cereale ºi cartofi rezultat de la distilarea pl„mezilor fermentate con˛ine at‚t substan˛e

nefermentescibile din materia prim„ (celuloz„, proteine, pectine, gr„simi, acizi nevolatili, substan˛e minerale), resturi de amidon, dextrine ºi uneori chiar maltoz„ nefermentat„, produse secundare nevolatile ale fermenta˛iei alcoolice (glicerin„, acid lactic) c‚t ºi celule de drojdii.

Datorit„ substan˛elor nutritive pe care le con˛ine, Ón special a substan˛elor azotoase asimilabile, borhotul din cereale ºi cartofi constituie un furaj valoros. Acesta se poate folosi Ón stare proasp„t„, Ómbog„˛it Ón vitamine sau Ón lactat de amoniu sau sub form„ de borhot uscat. Digestibilitatea principalelor componente ale borhotului pentru animale ºi p„s„ri este prezentat„ Ón tabelul 18. El mai poate fi folosit la ob˛inerea preparatelor enzimatice fungice, a drojdiei de panifica˛ie ºi furajere, a unor antibiotice (biomicina), a cleiului de borhot.

Prin prelucrarea f„r„ presiune a cerealelor ºi cartofilor rezult„ un borhot cu o valoare furajer„ mai ridicat„ dec‚t Ón cazul fierberii sub presiune, la care au loc procese importante de degradare termic„ a unor substan˛e valoroase din borhot. Astfel, Ón cazul folosirii procedeului de dispersie, valoarea furajer„ a borhotului creºte cu circa 45%, iar digestibilitatea substan˛ei organice cu circa 24% fa˛„ de procedeul de fierbere sub presiune.

7.5. BORHOTUL DIN MELASà Borhotul din melas„ con˛ine substan˛ele nefermentescibile din melas„, cantit„˛i mici de zah„r rezidual, produse

ale fermenta˛iei alcoolice (glicerin„, acizi) c‚t ºi celule de drojdie. Deºi valoarea nutritiv„ a borhotului din melas„ este mai ridicat„ dec‚t a celui din cartofi ºi cereale, folosirea

lui la furajarea animalelor este limitat„, datorit„ con˛inutului ridicat Ón substan˛e minerale, cu ac˛iune laxativ„. Nu se recomand„ folosirea lui pentru furajarea vacilor gestante, porcilor ºi cailor.

Borhotul din melas„ se utilizeaz„ pentru: - ob˛inerea drojdiei de panifica˛ie ºi a celei furajere;- cultivarea microorganismelor produc„toare de vitamin„ B12 (cianocobamid„);- ob˛inerea betainei ºi acidului glutamic, a glicerinei;- ob˛inerea cleiului din borhot.

Drojdia de panifica˛ie se poate ob˛ine prin separarea drojdiei din pl„mezile de fermentare din melas„, sp„larea ºi presarea ei p‚n„ la 27˜29% s.u. Drojdia comprimat„ astfel ob˛inut„ are o bun„ putere de fermentare, Óns„ conservabilitatea ei este sc„zut„. Din aceast„ cauz„ ea se conserv„ prin uscare p‚n„ la umiditatea de 7˜7,5 % la temperaturi sc„zute de 40˜550C. Œn acest mod se pot ob˛ine circa 50 kg drojdie cu 25% s.u. la o ton„ de melas„ sau 15˜17 kg/m3 pl„mad„ fermentat„.

Drojdia furajer„ se poate ob˛ine at‚t prin separarea drojdiei din pl„mezile fermentate sau din borhotul rezultat de la distilare ºi folosirea ei Ón form„ lichid„ sau dup„ uscare pentru furajarea animalelor c‚t ºi prin cultivarea drojdiilor atipice pe borhot de melas„ Ón amestec cu melas„ Ón instala˛ii speciale.

Vitamina B12 se ob˛ine prin cultivarea submers„ sub agitare ºi aerare a unor microorganisme pe borhot, rezult‚nd 0,7˜1,1 mg vitamin„ B12/l borhot ºi o biomas„ bogat„ Ón proteine.

Betaina ºi acidul glutamic se pot ob˛ine cu ajutorul schimb„torilor de cationi sau prin hidroliz„ acid„. Œn primul caz borhotul este trecut printr-o instala˛ie cu schimb„tori de ioni, Ón care betaina este re˛inut„ pe cationit iar acidul glutamic pe anionit, ob˛in‚ndu-se dup„ regenerarea r„ºinilor ionice clorhidratul de betain„ ºi acidul glutamic, care se concentreaz„ ºi se cristalizeaz„ Ón vederea ob˛inerii produselor finite. Prin cea de-a doua metod„ se concentreaz„ borhotul p‚n„ la 75% s.u. ºi se hidrolizeaz„ cu acid clorhidric concentrat timp de 30˜40 minute la 105˜1060C. Hidrolizatul se purific„, se concentreaz„ ºi se cristalizeaz„ betaina, iar din filtrat se ob˛ine acidul glutamic sau glutamatul de sodiu.

8. TEHNOLOGIA FABRICÃRII DROJDIEI DE PANIFICAfiIE Drojdia de panifica˛ie reprezint„ o biomas„ de celule din specia Saccharomyces cerevisiae (drojdie de

fermenta˛ie superioar„), biomas„ format„ din celule vii, capabile s„ produc„ fermentarea zaharurilor din aluat cu formarea de alcool etilic ºi dioxid de carbon, agentul de af‚nare al aluatului ºi alte produse secundare, cu rol Ón formarea p‚inii.

Cultivarea drojdiei Saccharomyces cerevisiae Ón scopul ob˛inerii de biomas„ destinat„ industriei de panifica˛ie este un complex de procese fizico-chimice, biochimice, termoenergetice ºi microbiologice.

28

Din produc˛ia mondial„ de drojdie comprimat„ aproximativ 88% este folosit„ Ón industria panifica˛iei, iar restul pentru ob˛inerea de izolate proteice, vitamine (grupul B) sau enzime (invertaza, dehidrogenaza, enzime ale complexului zimazic), Ónc‚t Ón diferite ˛„ri consumul mediu de drojdie este de 1,4˜2,5 kg/locuitor ºi an.

Scopul principal al tehnologiei de fabrica˛ie a drojdiei de panifica˛ie Ól reprezint„ ob˛inerea unei cantit„˛i maxime de biomas„ de drojdie de calitate superioar„ cu consum minim de medii nutritive ºi de utilit„˛i. Se urm„reºte realizarea unor multiplic„ri optime a celulelor prin Ónmugurire, folosind culturi periodic Ónnoite, cu men˛inerea condi˛iilor prescrise de dezvoltare ºi luarea Ón considerare a st„rii fiziologice, a cantit„˛ii de drojdie cuib ºi a tuturor factorilor limitativi.

Industria drojdiei de panifica˛ie din ˛ara noastr„ a cunoscut o dezvoltare ampl„ p‚n„ Ón anul 1989, at‚t prin modernizarea fabricilor existente, Ómbun„t„˛irea indicilor intensivi ºi extensivi de utilizare a utilajelor, c‚t ºi prin Ónfiin˛area a noi capacit„˛i de produc˛ie.

Œn anul 1989 existau 6 fabrici de drojdie la Arad, Bucureºti, Oradea, Seini, fi„nd„rei ºi Bac„u. Dup„ anul 1989, trei din aceste fabrici ºi-au Óncetat activitatea, fabrica de la fi„nd„rei, definitiv prin scoaterea la licita˛ie a utilajelor proprii, iar cele de la Oradea ºi Seini, temporar, prin intrarea Ón conservare.

Œncep‚nd cu anul 1992, pia˛a rom‚neasc„ a fost invadat„ de drojdie de panifica˛ie importat„ din Turcia, Fran˛a, Iugoslavia, Grecia, Bulgaria, astfel c„, datorit„ unei concuren˛e neloiale ºi Ón lipsa unei protec˛ii din partea statului produc˛ia de drojdie indigen„ a sc„zut foarte mult. Œn prezent, nici o fabric„ din ˛ar„, din cele vechi, nu lucreaz„ la capacitatea ei zilnic„.

Œn anul 1999 a fost dat„ Ón func˛iune o nou„ fabric„ de drojdie, la Paºcani, cu capital integral turcesc, fabric„ ce apar˛ine concernului PAKMAYA ñ S.C. ÑROMPAKî S.A.

Pe plan mondial, dintre firmele renumite din industria drojdiei de panifica˛ie se pot enumera Pressindustrie ñ Italia, Vogelbusch ºi Andritz ñ Austria, Pasilac ñ Danemarca, Mauri ñ Australia, Pakmaya, Akmaya, Safmaya, Ozmaya ñ Turcia, Liko ñ Cehia, Lesaffre ñ Fran˛a.

Œn industria drojdiei de panifica˛ie se folosesc c‚teva scheme de ob˛inere a drojdiei de panifica˛ie care se deosebesc prin procedeul tehnologic aplicat (clasic ñ discontinuu, semicontinuu, continuu), modul de folosire a materiei prime (cu pl„mezi diluate sau concentrate), num„rul stadiilor de multiplicare, viteza de creºtere, parametrii tehnologici utiliza˛i (temperatur„, pH, cantitatea de drojdie de Óns„m‚n˛are), º.a.

Toate schemele existente prev„d acumularea continu„ de biomas„. Pe plan mondial, la baza schemelor tehnologice existente se afl„ aceleaºi metode de cultivare,

firmele produc„toare de drojdie de panifica˛ie introduc‚nd diferen˛ele lor specifice Ón tehnologie sau sub aspectul utilajelor folosite. Aceste diferen˛ieri conduc ºi la ob˛inerea de drojdii cu indici fizico-chimici diferi˛i, caracteristic fiec„rei firme produc„toare.

Œn ˛ara noastr„, Ón majoritatea fabricilor de drojdie, drojdia de panifica˛ie se ob˛ine dup„ schema tehnologic„ prezentat„ Ón figura 18 ºi cuprinde ca etape principale: - preg„tirea melasei Ón vederea cultiv„rii drojdiei;- multiplicarea drojdiilor Ón cele cinci faze;- separarea drojdiilor din mediul de cultur„;- filtrarea- presarea drojdiei;- modelarea ºi ambalarea drojdiei de panifica˛ie ñ produs finit (fig.19).

Drojdia de panifica˛ie se prezint„ ast„zi, Ón comer˛, Ón mai multe forme diferite: drojdia comprimat„ (proasp„t„), drojdie uscat„ activ„ (ADY), drojdie uscat„ activ„ protejat„ (PADY) ºi drojdie uscat„ instant (IDY).

Œn prezent necesarul zilnic de p‚ine Ón ˛ara noastr„ este de circa 1000 tone. Pentru aceasta sunt necesare 180 tone de drojdie de panifica˛ie. Capacitatea intern„ pentru produc˛ie este de 120 tone zilnic (24000 tone anual) dat„ de fabricile produc„toare de drojdie Arad, Bucureºti, Oradea, Seini ºi Bac„u. Œn S.U.A. produc˛ia drojdie de panifica˛ie a fost organizat„ Ónc„ din 1868 ºi este disponibil„ ast„zi Ón mai multe forme diferite.

Cea mai popular„ form„ este drojdia comprimat„ (proasp„t„), care se comercializeaz„ Ón pachete vrac ca drojdie sf„r‚mat„ ºi ca drojdie pentru pr„jituri ambalat„ Ón h‚rtie ceruit„. Drojdia Ón calupuri pentru pr„jituri este folosit„ acum Óndeosebi Ón instala˛ii de coacere mai mici, pentru c„ aceasta este Ón pachete de 0,5 kg sau de 2,5 kg, ori Ón cutii, pentru a uºura procesul de c‚nt„rire Ón aceste mici brut„rii (laboratoare). Œn timp ce drojdia comprimat„ este folosit„ Ón general Óntr-o suspensie de ap„ rece pentru a uºura m„surarea Ón sisteme automate de dozare, cea mai mare parte a drojdiei Ón calupuri se adaug„ direct Ón amestec fie sf„r‚mat„, fie Ón suspensie, sub form„ de maia. Acest tip de drojdie este uºor Óncorporat„ Ón aluat ºi Óncepe imediat fermentarea zaharurilor, chiar Ónainte ca aluatul s„ fie complet fr„m‚ntat.

Drojdia past„ cu un con˛inut de substan˛„ uscat„ de 18% a fost disponibil„ Ón industria de panifica˛ie din S.U.A. dup„ anul 1980. Instalarea ini˛ial„ a unui sistem pentru fabricarea drojdiei past„ poate costa de la 200.000 la 500.000$. Depozitat„ la temperatura recomandat„ de 20C cu o uºoar„ agitare Ón tanc, drojdia past„ are o durat„ de p„strare de p‚n„ la 3 s„pt„m‚ni.

Drojdia uscat„ activ„ (ADY) a fost realizat„ Ón anul 1940 ca r„spuns la nevoile speciale din timpul celui de-al doilea r„zboi mondial. Drojdia uscat„ activ„ nu necesit„ refrigerare Ón afar„ de cazul c‚nd trebuie depozitat„ o perioad„ mai lung„. Dac„ este ambalat„ sub vid sau Óntr-o atmosfer„ inert„, drojdia uscat„ activ„ are o durat„ de p„strare de p‚n„ la 2 ani. Œn producerea sa se combin„ o tulpin„ special„ de Saccharomyces cerevisiae cu condi˛ii specifice de creºtere ºi un procedeu de uscare atent controlat. Drojdia uscat„ activ„ are un

29

con˛inut de proteine relativ sc„zut (38˜42%) ºi un con˛inut ridicat de zaharuri (39˜47%). Pentru a ob˛ine rezultate bune drojdia uscat„ activ„ trebuie rehidratat„ Ón ap„ c„ldu˛„ Ónainte de a se ad„uga Ón aluat. Produc„torii de drojdie recomand„ ca aceasta s„ fie efectuat„ cu 4˜6 p„r˛i ap„ la 38˜43C, pentru fiecare parte de drojdie uscat„ activ„ timp de 5˜10 minute. Raportat la substan˛a uscat„ drojdia uscat„ activ„ are o activitate echivalent„ cu 65˜75% din cea a drojdiei proaspete. Motivul pentru care drojdia uscat„ se rehidrateaz„ Ón ap„ c„ldu˛„ este acela c„ Ón timpul procesului de uscare membranele celulelor de drojdie pot deveni foarte poroase. Acestea pot fi ref„cute mai rapid Ón ap„ cald„ dec‚t Ón ap„ rece, care Óncetineºte procesul de rehidratare. Apa rece poate de asemenea s„ determine solubilizarea p‚n„ la jum„tate din componentele solubile din celulele de drojdie, care include glutationul. Glutationul solubilizat este un puternic agent reduc„tor care nu numai c„ reduce timpul de fr„m‚ntare, dar sl„beºte ºi structura glutenului din aluat. Aceasta poate duce la o reducere semnificativ„ a volumului specific al p‚inii.

O form„ stabil„ de drojdie uscat„ activ„ (ADY) este drojdia uscat„ activ„ protejat„ (PADY). Acest tip de drojdie a fost fabricat Ón 1960 ca ingredient pentru mixturi cu un con˛inut de umiditate mai sc„zut ºi av‚nd ad„uga˛i oxidan˛i ºi emulgatori. Emulgatorii uºureaz„ rehidratarea drojdiei ºi astfel ajut„ la reducerea solubiliz„rii componentelor celulare din drojdie. Durata de p„strare a drojdiei uscate protejate poate fi p‚n„ la de dou„ ori mai mare dec‚t forma obiºnuit„ neprotejat„.

O alt„ form„ de drojdie uscat„ cunoscut„ ca drojdie uscat„ instant (IDY) a fost fabricat„ Ón 1960. Aceast„ drojdie a fost rezultatul unei noi tulpini de Saccharomyces cerevisiae cu condi˛ii de creºtere ºi uscare diferite ºi al ad„ug„rii de emulgatori. Se ambaleaz„ sub vid sau Ón atmosfer„ inert„ ºi poate avea o durat„ de p„strare de un an la temperatura camerei. Raportat la substan˛a uscat„, activitatea acesteia variaz„ de la 80 la 90% din cea a drojdiei proaspete. Drojdia uscat„ instant are un con˛inut de umiditate de 5%. Un con˛inut de proteine de 43˜44% Ómpreun„ cu circa 40% hidra˛i de carbon, nu numai c„ asigur„ activitatea bun„ a drojdiei Ón aluat, dar are, de asemenea, o foarte bun„ stabilitate Ón timpul depozit„rii Ón pachete nedeschise. Odat„ ce pachetul a fost deschis ºi drojdia uscat„ instant s-a expus la oxigenul din aer durata de p„strare a drojdiei se reduce substan˛ial. Este foarte important ca drojdia uscat„ instant s„ fie rehidratat„, fie Ón ap„ cald„ (30˜43 0C), fie prin ad„ugarea sa la f„in„ pe durata procesului de fr„m‚ntare. Particulele foarte fine ale acestei drojdii fac acest lucru posibil Ón majoritatea aluaturilor. Aluaturile foarte uscate, cum ar fi cele pentru p‚ine baghet„, constituie totuºi o excep˛ie ºi pot con˛ine o umiditate insuficient„ pentru rehidratarea drojdiei pe durata fr„m‚nt„rii. Indiferent de metoda de ad„ugare folosit„ este important de reamintit c„ drojdia uscat„ instant nu se adaug„ niciodat„ Ón ap„ rece. Solubilizarea glutationului din celulele de drojdie Ón timpul unei rehidrat„ri necorespunz„toare poate avea ca efect o sl„bire semnificativ„ a structurii de gluten. Œn acelaºi timp, aceasta furnizeaz„ avantajul poten˛ial al reducerii timpului de fr„m‚ntare al aluatului.

Pe l‚ng„ tipurile de drojdie ob˛inute, produc„torii de drojdie din S.U.A. pun la dispozi˛ie drojdii speciale pentru produse specifice, cum ar fi: aluaturi f„r„ zah„r, aluaturi foarte dulci, arome (drojdii inactive)ºi altele.

Œn S.U.A. se folosesc ºi altfel de drojdii pentru prepararea p‚inii. Astfel cultura microbian„ folosit„ pentru producerea p‚inii acide de San Francisco con˛ine o drojdie specific„ (Saccharomyces exiguus) care spre deosebire de drojdia de panifica˛ie este incapabil„ s„ fermenteze maltoza. Aceast„ drojdie este capabil„ s„ coexiste cu bacteria heterofermentativ„ Lactobacillus San Francisco care produce c‚˛iva acizi organici diferi˛i, pe l‚ng„ acidul lactic la un nivel de pH 3,8˜4,5. Aceast„ drojdie special„ pentru aluaturi acide este un excelent produc„tor de dioxid de carbon gazos pentru creºtere, dar nu tolereaz„ frigul la fel de bine ca Lactobacillus ºi ca drojdia de panifica˛ie.

Œn S.U.A. se folosesc ca materii prime pentru fabricarea drojdiei, Ón afar„ de melas„ ºi pseudomelasele care reprezint„ siropuri cu compozi˛ii asem„n„toare cu cele ale melaselor, dar cu adaos de substan˛e nutritive ºi de biostimulatori. Œn decembrie 1981 a fost creat„ firma Nutrisearch Ón scopul utiliz„rii zerului Ón producerea de drojdie de panifica˛ie ºi proteine.

Fabricarea drojdiei de panifica˛ie Ón fosta U.R.S.S. a cunoscut ºi cunoaºte o dezvoltare continu„ prin aplicarea realiz„rilor din domeniul bioenergiei ºi eliminarea deficitelor din fabricile moderne de drojdie. Astfel, fabrica de drojdie din oraºul Kurgansk produce 12.500 tone drojdie de panifica˛ie pe an, din care 1.300 tone drojdie uscat„. Specialiºtii fabricii au conceput o instala˛ie care purific„ apa rezidual„, reziduul se usuc„ ºi se foloseºte Ón hrana animalelor.

Din 1976, func˛ioneaz„ pe l‚ng„ fabrica de zah„r din Erken-Sahar o sec˛ie de drojdie ce utilizeaz„ procedeul de multiplicare cu pl„mezi concentrate ºi produce 8.400 tone drojdie pe an.

Fabrica de drojdie din Riga cu o produc˛ie de 8.000 tone pe an prezint„ c‚teva particularit„˛i Ón procesul tehnologic: foloseºte ap„ r„cit„ la temperatura de 50C Ón procesul tehnologic (preg„tirea patului de pornire), iar alimentarea liniilor este automatizat„ (dozatoare); apa de la prima treapt„ de separare se foloseºte la diluarea melasei, are un con˛inut de 3˜4% substan˛„ uscat„, ceea ce duce la sc„derea consumului de melas„.

Fabrica de drojdie din Moscova produce 22.500 tone drojdie pe an, Ón medie 66,5 tone pe zi. Din anul 1975 foloseºte tehnologia de fabricare cu pl„mezi concentrate.

Œn Germania, printre cele mai mari Óntreprinderi s-au dezvoltat p‚n„ la al doilea r„zboi mondial, Norddeutsche, Hefeindustrie Berlin (ast„zi Deutsche Hefewerk GmbH). Prin evenimentele din timpul r„zboiului ºi dup„ r„zboi majoritatea fabricilor au suferit din greu. Œn 1949 existau 20 de fabrici Ón Germania, iar Ón 1960, num„rul lor a crescut la 27.

30

Œn Polonia existau Ón 1970, 8 fabrici de drojdie de panifica˛ie, din care o fabric„ producea ºi drojdieuscat„.

Œn Suedia, printre fabricile de drojdie se num„r„ ºi fabrica din Rotebro, construit„ Ón anul 1976. Fabrica are o capacitate de produc˛ie de 16.500 tone pe an, din care 5% sub form„ de drojdie uscat„ ºi 95% drojdie comprimat„ cu 28% substan˛„ uscat„.

Drojdiile ocup„ un loc unic Ón lunga istorie a omenirii. Nici un alt grup de microorganisme nu a fost mai intim asociat cu progresul ºi bun„starea omenirii ca drojdiile.

Din timpuri str„vechi au fost folosite microorganisme Ón dese r‚nduri inconºtient, pentru fermentarea aluatului la fabricarea p‚inii. Maiaua acid„ reprezint„ primul preparat de drojdie care a fost folosit ca mijloc de af‚nare a aluatului ºi Óºi are originea la egipteni (anul 6000 Ó.d.H.). Mult timp prepararea drojdiei de panifica˛ie a r„mas la acest stadiu de tehnic„. Din Egipt tehnologiile de fabricare a p‚inii au fost preluate Ón Grecia ºi de aici Ón Roma Antic„ ºi Imperiul Roman.

Un progres considerabil l-a adus folosirea drojdiilor de bere ºi vin ºi a drojdiilor de la fabricarea alcoolului Ón scopuri de panifica˛ie, drojdii care Ónc„ din secolul al XVIII-lea rezultau ca produse reziduale ale acestor mici industrii. Prin introducerea Ón fabricile de bere a drojdiei de fermenta˛ie inferioar„, acestea nu au mai putut fi folosite Ón panifica˛ie at‚t datorit„ unei temperaturi optime mai sc„zute c‚t ºi con˛inutului mai ridicat Ón enzime proteolitice care atac„ glutenul, ceea ce face ca p‚inea s„ nu creasc„. Astfel fabricile de alcool au r„mas singura surs„ de drojdie de panifica˛ie, c„ut‚ndu-se s„ se m„reasc„ randamentul Ón drojdie Ón dauna celui Ón alcool, cantit„˛i Óns„ insuficiente pentru satisfacerea cererii cresc‚nde. De aceea, s-au c„utat c„i pentru a m„ri cantit„˛ile de drojdie de alcool ºi au ap„rut procedee mai distincte pentru fabricarea drojdiei Ón scopuri de panifica˛ie.

Procedeul cel mai vechi, care a avut drept scop fabricarea drojdiei presate, este aºa numitul procedeu olandez, utilizat pentru prima dat„ la Schiedam (Olanda) Ón jurul anului 1800. Œn anul 1810 procedeul a fost introdus ºi Ón Germania.

Primul pas important Ón dezvoltarea tehnologiei drojdiei de panifica˛ie a fost procedeul vienez, ap„rut Ón 1860. Acesta se baza pe fermenta˛ia unor pl„mezi v‚scoase ob˛inute din mal˛, porumb ºi secar„. Pentru protejarea de contamin„ri, Ónainte de fermentarea propriu-zis„ a drojdiei, pl„mada era supus„ unei fermenta˛ii lactice timp de 24˜56 ore la temperaturi Óntre 50 ºi 600C. Fermenta˛ia Ón timpul c„reia se formau aproximativ 15 kg de drojdie din 100 kg materie prim„ (pe l‚ng„ 30˜32 l alcool), dura 10 ore la 24˜34 0C. Separarea drojdiei din pl„mezi se realiza prin Óndep„rtarea spumei care era apoi sp„lat„ de mai multe ori ºi apoi presat„ Ón filtre-pres„.

Introducerea presei cu p‚rghie de c„tre Tebhenhaff Ón anul 1820, a fost un pas Ónainte pentru formarea drojdiei presate, pentru forma sa de v‚nzare. Œn anul 1867 ea a fost Ónlocuit„ prin filtrul pres„ a lui Dohne care se foloseºte ºi Ón prezent. Prima maºin„ continu„ de fasonat ºi por˛ionat drojdia a fost construit„ de Simmen Ón 1878.

Œncep‚nd din anul 1880, c‚nd Pasteur a descoperit rolul oxigenului Ón multiplicarea drojdiei (efectul Pasteur) s-a introdus aerarea pl„mezilor, ob˛in‚ndu-se randamente superioare Ón drojdie, p‚n„ la 50˜60%. La Ómbun„t„˛irea acestora a contribuit ºi constatarea c„ multiplicarea drojdiei are loc mai rapid Ón pl„mezi mai diluate (circa 40Bllg) ºi atunci c‚nd se foloseºte o cantitate mai mare de cuib de drojdie.

Howman a folosit Ón Anglia Ón anul 1896 un sistem de aerare, la scar„ industrial„, Ón linul de fermentare la producerea drojdiei. Cerealele erau baza materiei prime, iar randamentul a crescut de la 10˜13 kg la 20 kg drojdie presat„ din 100 kg materie prim„ cu o sc„dere a produc˛iei de alcool de la 28˜30% la 20˜21%. La sf‚rºitul secolului materia prim„ pentru producerea drojdiei se compunea din circa 50˜55% porumb, 25˜30% mal˛ verde ºi 10˜15% germeni de mal˛. Œnc„ din anul 1895 s-au depus eforturi, Ón primul r‚nd Ón Austria, ca s„ se Ónlocuiasc„ hidra˛ii de carbon scumpi din cereale, prin zah„rul mai ieftin, din melas„. Prin dilu˛ii avansate ale melasei, corectarea pH-ului, adaosuri de substan˛e nutritive, cantit„˛i mari de cuib de drojdie, c‚t ºi printr-o aerare intens„ a mediului s-a ajuns la randamente ridicate de drojdie comprimat„ de circa 10% fa˛„ de melas„, f„r„ ca Ón mediu s„ se mai formeze alcool etilic. Aceste procedeu cunoscut sub denumirea de procedeul prin aerare ºi alimentare continu„ este utilizat ºi ast„zi la fabricarea drojdiei de panifica˛ie.

Prin folosirea exclusiv„ a melasei din anul 1925 la fabricarea drojdiei de panifica˛ie au fost ridicate probleme pentru alimentarea cu azot a drojdiei, c„reia p‚n„ atunci nu i se acordase nici o aten˛ie sau numai foarte pu˛in. Procedeul lui Wohl ºi Scherdel a reprezentat un important progres, deoarece a propus ca la cultivarea drojdiei Ón pl„mezi din melas„, 10˜50% din azotul organic s„ fie Ónlocuit prin azot anorganic. Prin aceasta se oferea ºi posibilitatea s„ se fac„ mai uºor bilan˛ul adaosurilor de azot.

Un alt pas important Ón dezvoltarea tehnologiei drojdiei de panifica˛ie l-a reprezentat introducerea separatoarelor centrifugale pentru separarea economic„ a drojdiei din mediul s„u de cultivare. Mult timp pl„mada fr„m‚ntat„ se pompa Ón aºa numitele cazane de limpezire, unde drojdia trebuia s„ se depun„ ºi de unde era separat„ prin decantare de pl„mada alcoolic„ sau de apa de sp„lare, pentru ca de aici s„ fie dus„ la filtrele pres„. La Ónceput s-au folosit separatoare cu func˛ionare periodic„ (1892, Copenhaga), Ónlocuit apoi cu separatoare centrifugale cu func˛ionare continu„, produse de firmele Westfalia ºi Alfa-Laval. De asemeni, ºi pentru limpezirea melasei, care p‚n„ atunci se realiza prin decantare, au fost realizate separatoare pentru limpezire, cu evacuarea continu„ sau periodic„ ºi automat„ a n„molului separat.

Necesit„˛ile pentru m„rirea stabilit„˛ii Ón timp a drojdiei au condus la dezvoltarea gradat„ a drojdiei uscare active. O drojdie uscat„ de calitate inferioar„ era cunoscut„ Ónainte de 1900 ºi drojdia de panifica˛ie uscat„

31

numit„ Florylin se g„sea Ón comer˛ Ón Germania dup„ 1918, dar eforturile concentrate pentru producerea pe scar„ larg„ a unui produs acceptabil n-au fost f„cute dec‚t dup„ 1920.

O drojdie uscat„ bun„ a fost fabricat„ Ón Australia la Ónceputul anilor 1940, dar cantit„˛i mari au fost fabricate Ón America de Nord Ón timpul celui de-al doilea r„zboi mondial. Mai apoi s-au f„cut Ón mod treptat Ómbun„t„˛iri, dar drojdia uscat„ n-a Ónlocuit Ón totalitate folosirea drojdiei comprimate (umede).

Œn afar„ de utilizarea Ón panifica˛ie, drojdiile sunt folosite pentru producerea pe scar„ industrial„ de proteine, aminoacizi, vitamine enzime, introduse Ón prezent Ón hrana animalelor,

Œn multe ˛„ri ale lumii drojdiile de panifica˛ie se consider„ cele mai economice ºi utile materii prime pentru producerea extractelor proteice cu concentra˛ie mare de proteine. Œn ultimii ani, s-a observat tendin˛a sporirii fabric„rii drojdiei de panifica˛ie pentru ob˛inerea de proteine alimentare, deoarece indicatorii s„i organoleptici sunt apropia˛i de indicatorii proteinelor extractelor de carne. Dup„ calculele Institutului Alimentar AMH al Rusiei, cerin˛a unui singur om Ón drojdie o constituie 2 kg pe an. Conform datelor pe anul 1985 cerin˛ele de drojdie pentru un singur om au fost: Ón Finlanda - 2,5 kg, Anglia - 1,8 kg, S.U.A. - 1,4 kg, fosta U.R.S.S - 1,49 kg.

Œn prezent, datorit„ cunoºtin˛elor Ón domeniul geneticii s-au pus bazele amelior„rii drojdiilor industriale ºi modalit„˛ilor practice de Ómbun„t„˛ire a calit„˛ilor lor prin inducerea, identificarea, izolarea ºi caracterizarea unor mutante ºi linii cu propriet„˛i biologice ºi economice superioare, ob˛inerea unor hibrizi ºi recombina˛ii prin tehnici de inginerie genetic„ ºi fuziune de protoplaºti au deschis largi perspective pentru ameliorarea drojdiilor industriale, fuziunea de protoplaºti facilit‚nd ob˛inerea unor hibrizi intraspecifici, interspecifici ºi intergenetici prin dep„ºirea barierelor sexuale ºi a elimin„rii incompatibilit„˛ii genetice.

Œn ultimii ani, Ón industria drojdiei de panifica˛ie, s-au realizat progrese semnificative care au contribuit la Ómbun„t„˛irea randamentelor de fabrica˛ie, a calit„˛ii drojdiei ºi implicit la Ómbun„t„˛irea eficien˛ei economice a produc˛iei de drojdie.

Preocup„rile cercet„rilor din acest domeniu important al industriei alimentare s-au Óndreptat, Ón special, Ón urm„toarele direc˛ii principale: - selec˛ionarea unor tulpini de drojdie cu Ónsuºiri calitative superioare;- Ómbun„t„˛irea mediului de cultivare a drojdiilor;- perfec˛ionarea tehnologiilor de fabrica˛ie;- perfec˛ionarea func˛ion„rii utilajelor tehnologice.

Œn industria panifica˛iei calitatea drojdiei este dependent„ de viteza cu care aceasta se adapteaz„ la condi˛iile din aluat ºi Ón special pentru a produce maltaz„. Printre glucidele existente Ón aluat sau formate Ón urma hidrolizei amidonului sub ac˛iunea · ºi ‚-amilazei prezente Ón f„in„ (sau din surse exogene), exist„ o diferen˛„ Ón secven˛a de absorb˛ie ºi fermentare. Astfel cel mai rapid sunt absorbite hexozele (glucoza), apoi zaharoza ºi maltoza. Celula de drojdie absoarbe uºor hexozele care trec prin membrana citoplasmatic„ celular„ prin difuzie simpl„ Ón cazul Ón care exist„ un gradient de concentra˛ie Óntre concentra˛ia lor Ón exteriorul celulei ºi prin transloca˛ie de grup a esterilor fosforici ai hexozelor prin intermediul hexokinazelor.

Zaharoza este hidrolizat„ Ón exteriorul membranei citoplasmatice, Ón regiunea peretelui celular unde este localizat„ invertaza ºi este absorbit„ cu o vitez„ echivalent„ cu cea a hexozelor din care este format„, respectiv glucoza ºi fructoza, glucide direct fermentescibile. Fermentarea succesiv„ se explic„ prin adaptarea treptat„ a celulei, prin inducerea enzimelor adaptive, pe m„sur„ ce Ón mediu se epuizeaz„ hexozele.

Maltoza, principalul diglucid prezent Ón aluat este fermentat numai dup„ o perioad„ de induc˛ie necesar„ pentru formarea enzimei maltaza (·-glucozidaza). Maltoza ºi maltotrioza p„trund Ón celula de drojdie sub influen˛a unor permeaze specifice induse Ón prezen˛a lor, enzime care se comport„ ca sisteme active de transport. Dup„ p„trunderea Ón interiorul celulei, maltoza sub ac˛iunea ·-glucozidazei induse este hidrolizat„ Ón glucoz„ (2 moli) ºi are loc fermentarea rapid„.

Harris specific„ existen˛a a cinci gene distincte, responsabile pentru formarea ·-glucozidazei ºi fermentarea maltozei de c„tre Saccharomyces cerevisiae. Metabolizarea maltozei este sub controlul a 5 gene MAL complex Ónc‚t pentru a se produce fermentarea maltozei ac˛ioneaz„ o gen„ reglatoare pentru maltaz„ ºi pentru maltozopermeaz„. Ambele enzime sunt induse de c„tre maltoz„ ºi sunt represate metabolic de c„tre glucoz„. Astfel, adaosul de glucoz„ poate conduce la ini˛ierea urm„toarelor efecte: o sc„dere a activit„˛ii enzimatice, inactivarea maltazei sau represia catabolic„ a sintezei enzimatice.

Controlul ferment„rii maltozei este realizat prin dou„ mecanisme diferite ºi anume prin transcrip˛ie, c‚nd are loc transmiterea informa˛iei genetice de c„tre gena structural„ prin intermediul acidului ribonucleic mesager care apoi efectueaz„ transla˛ia. Ca rezultat se produce reglarea genetic„ a biosintezei enzimelor adaptive, respectiv a maltozopermeazei ºi a maltazei(·-glucozidazei).

O drojdie bun„ de panifica˛ie trebuie s„ aib„ un timp c‚t mai scurt de inducere pentru sinteza maltazei ºi maltozopermeazei. Capacitatea maltazic„ Óºi pierde din importan˛„ pentru aluaturile preparate cu adaos de zaharoz„ sau siropuri de amidon. Œn timpul depozit„rii drojdiei de panifica˛ie, capacitatea ei de a fermenta maltoza descreºte mult mai mult dec‚t cea de a fermenta glucoza. Sarea inhib„ fermentarea maltozei Ón mai mare m„sur„ dec‚t a altor glucide, precum ºi multiplicarea drojdiilor din specia Saccharomyces cerevisiae (Dan, V., 1999).

Œn ˛ara noastr„, tehnologia de ob˛inere a drojdiei de panifica˛ie prevede ca materie prim„ melasa, bogat„ Ón diglucidul zaharoz„. Prin utilizarea Ón panifica˛ie drojdia trece de la un mediu de cultivare bogat Ón zaharoz„,

32

la un mediu specific aluatului bogat Ón maltoz„. De aceea este foarte important de a ob˛ine drojdii cu activitate maltazic„ superioar„, prin reducerea perioadei de inducere ºi stimularea vitezei de fermentare a maltozei care se formeaz„ Ón aluat sub ac˛iunea enzimelor amilolitice ale f„inii.

8.1. PREGÃTIREA MELASEI ŒN VEDEREA MULTIPLICÃRII DROJDIEI Œn vederea transform„rii melasei Óntr-un mediu favorabil pentru multiplicarea drojdiei sunt necesare aceleaºi

opera˛ii preg„titoare de la fabricarea alcoolului din melas„ ºi anume: - diluarea melasei;- acidularea;- limpezirea ºi sterilizarea.

8.1.1. Diluarea melasei Melasa introdus„ Ón fabrica˛ie este mai Ónt‚i c‚nt„rit„ Ón vederea stabilirii consumurilor specifice ºi a

randamentelor Ón drojdie, dup„ care se efectueaz„ opera˛ia de diluare. Diluarea melasei la fabricarea drojdiei se realizeaz„ Ón dou„ etape:

- diluarea ini˛ial„ p‚n„ la 600Bllg Ón scopul creºterii fluidit„˛ii, care s„ permit„ curgerea liber„ a melasei prin conducte ºi s„ favorizeze sedimentarea impurit„˛ilor mecanice aflate Ón suspensie Ón cursul opera˛iei de limpezire;

- diluarea final„ p‚n„ la concentra˛ia corespunz„toare fazei respective de multiplicare a drojdiei. 8.1.2. Acidularea melasei

Dup„ diluarea melasei se face acidularea, de regul„ cu acid sulfuric p‚n„ la un pH final de 4,5˜5. Acidul sulfuric ad„ugat contribuie la limpezirea melasei ºi Ón acelaºi timp pune Ón libertate acizii organici din s„rurile lor. Prin aciditatea pe care o creeaz„ Ón pl„mezi acidul sulfuric protejeaz„ drojdia Ón cursul multiplic„rii fa˛„ de contamin„rile cu microorganisme str„ine, astfel Ónc‚t nu este necesar s„ se lucreze Ón condi˛ii absolut pure.

Acidularea pl„mezilor se face diferen˛iat Ón func˛ie de faza de multiplicare a drojdiei. Astfel, Ón primele trei faze de multiplicare a drojdiei, aciditatea este mult mai ridicat„ dec‚t Ón ultimele dou„ faze, pentru a se evita apari˛ia contamin„rilor.

Pentru corectarea pH-ului pl„mezilor de melas„ din diferite faze de multiplicare se pot folosi ºi al˛i acizi, cum ar fi acidul fosforic, acidul lactic, etc.

8.1.3. Limpezirea ºi sterilizarea melasei Opera˛ia de limpezire a melasei este absolut necesar„ pentru Óndep„rtarea suspensiilor ºi substan˛elor coloidale

care sunt d„un„toare pentru dezvoltarea drojdiei ºi conduc la Ónchiderea culorii drojdiei ñ produs finit. Pentru limpezirea melasei se folosesc Ón practic„ mai multe procedee: limpezirea prin sedimentare;

limpezirea prin centrifugare; limpezirea prin filtrare. Limpezirea melasei prin sedimentare se efectueaz„ prin Ónc„lzire p‚n„ la fierbere ºi p„strarea melasei astfel

tratate Ón vederea decant„rii naturale. Procedeul de limpezire prin sedimentare reprezint„ procedeul clasic de limpezire a melasei, care se

realizeaz„ la cald sau la rece Ón vase de limpezire prin adaos de acid sulfuric ºi barbotare de aer comprimat. Este unul din procedeele cele mai eficiente de limpezire a melasei deoarece sub ac˛iunea ionilor de H + ai acidului sulfuric are loc coagularea substan˛elor coloidale Ónc„rcate cu sarcin„ negativ„ ºi astfel Óndep„rtarea lor din melas„. Œn afar„ de aceasta acidul sulfuric elibereaz„ din s„rurile lor acizi volatili d„un„tori pentru multiplicarea drojdiei, care pot fi apoi Óndep„rta˛i prin fierbere ºi aerare. Sub ac˛iunea acidului sulfuric are loc ºi descompunerea nitri˛ilor toxici pentru drojdie la dioxid de azot care se Óndep„rteaz„ apoi prin fierberea ºi aerarea melasei. De asemenea, are loc Ón mediu acid ºi invertirea unei p„r˛i din zaharoz„, form‚ndu-se glucoz„ ºi fructoz„ direct asimilabile, care accelereaz„ multiplicarea drojdiei.

Œn cazul Ón care melasa este de bun„ calitate se poate aplica ºi procedeul de limpezire la rece cu acid sulfuric, care dureaz„ 8˜10 ore.

Procedeul de limpezire prin sedimentare prezint„ dezavantajul unei productivit„˛i mai sc„zute ºi a unor spa˛ii de dimensiuni mari pentru limpezire, deoarece pentru fiecare lin de multiplicare a drojdiei din fazele III, IV ºi V este necesar un vas de limpezire cu capacitatea de 10˜15m3.

Œn prezent, se prefer„ aplicarea de tehnici de cur„˛ire ºi sterilizare continu„ a melasei Óntr-un proces complet automatizat. Pentru acest scop se folosesc separatoare centrifugale ºi schimb„toare cu pl„ci, realiz‚nduse o purificare a melasei de p‚n„ la 95%.

Cele mai cunoscute metode ºi instala˛ii de cur„˛ire ºi sterilizare continu„ poart„ denumirea Westfalia ºi Alfa-Laval, dup„ denumirea firmelor produc„toare. Œn instala˛ia Westfalia melasa este acidulat„ slab Ón prealabil cu acid sulfuric, diluat„ cu ap„ fierbinte ºi preÓnc„lzit„ la 550C. Œntr-un schimb„tor de c„ldur„ cu pl„ci melasa este Ónc„lzit„ ºi men˛inut„ la temperatura constant„ de 1400C cu ajutorul unui circuit de reglare. Melasa trece prin zona de men˛inere a temperaturii timp de 6 secunde ajung‚nd apoi Óntr-un recipient de deten˛ie unde este r„cit„ la 150C. Apoi este trecut„ Ón separatorul centrifugal. Eliminarea n„molului din separatorul centrifugal se efectueaz„ automat printr-un dispozitiv de comand„ ºi ventile magnetice. Œn timpul elimin„rii n„molului se Óntrerupe alimentarea cu melas„ Ón separator.

Instala˛ia ÑAlvothermî a firmei Alfa-Laval urm„reºte asigurarea steriliz„rii melasei la 1200C prin Ónc„lzire indirect„ cu abur, men˛inere la aceast„ temperatur„ timp de 10 secunde ºi recuperarea Ón mare parte a energiei termice consumate.

33

Œn unele ˛„ri, pentru limpezirea melasei se utilizeaz„ filtrele Schenck, filtre cu kieselgur, ob˛in‚ndu-se randamente ridicate Ón biomas„ ºi un produs de culoare mai deschis„.

8.1.4. Adaosul de substan˛e nutritive Drojdiile au nevoie pentru creºtere, multiplicare si men˛inerea activit„˛ilor biologice de prezen˛a Ón mediul de

cultivare de substan˛e nutritive care s„ con˛in„ pe de o parte, elemente chimice necesare pentru sinteza constituen˛ilor celulari, pentru activitatea enzimelor si sistemelor de transport ºi, pe de alt„ parte, s„ le furnizeze substan˛ele necesare pentru producerea de energie biologic util„.

Zarnea ºi colab.(1980) consider„ c„ un mediu de cultur„ poate fi definit ca un suport nutritiv sterilizat, care permite dezvoltarea ºi studiul unui microorganism Ón afara niºei ecologice naturale. Fiechter (1981,1984) arat„ c„ proiectarea sistematic„ a mediilor de cultur„ poate fi f„cut„ Ón ºase etape: - selec˛ia componentelor ºi a formei Ón care acestea sunt prezentate Ón mediu;- prepararea mediului;- diagrama preliminar„ (concentra˛ia biomasei ºi a substratului func˛ie de dilu˛ie);- determinarea constantelor de saturare ºi inhibi˛ie pentru sursa carbon;- optimizarea mediului;- utilizarea tehnicii chemostatului Ón cazul folosirii mediului cu compozi˛ia optim„.

Pentru estimarea microelementelor necesare dezvolt„rii drojdiilor pot fi utilizate datele prezentate Ón literatur„ referitoare la necesit„˛ile nutri˛ionale ale microorganismelor. Deºi Ón lucr„rile de specialitate sunt prezentate ºi re˛ete de mediu, utilizarea acestor re˛ete trebuie f„cut„ cu mult„ pruden˛„, iar re˛etele de medii industriale reprezint„ secrete de fabrica˛ie.

Un aspect foarte important care trebuie avut Ón vedere pe parcursul procedurii de proiectare ºi optimizare a mediilor de cultur„ Ól constituie cerin˛ele tehnico-economice, deoarece pre˛ul materiilor prime reprezint„ 10˜60% din costul de produc˛ie.

Œntruc‚t pot folosi numai energie eliberat„ prin reac˛ii chimice oxidative, drojdiile apar˛in tipului de nutri˛ie chimiotrof, heterotrof, Ón sensul c„ nu-ºi pot sintetiza substan˛ele proprii dec‚t pornind de la substan˛e organice pe care s„ le descompun„ p‚n„ la produºi simpli utilizabili Ón metabolismul lor. Din aceºti compuºi ele Óºi realizeaz„ scheletele carbonice necesare sintezei constituen˛ilor celulari ºi energia necesar„ pentru a permite ini˛ierea reac˛iilor de biosintez„ (Dan, V., 1999).

Nutri˛ia hidrocarbonat„. Carbonul reprezint„ circa 50% din totalul compuºilor organici, de aceea necesarul Ón compuºi de natur„ hidrocarbonat„ este foarte mare.

Principala surs„ de energie ºi de carbon pentru drojdie este reprezentat„ de glucide. Natura ºi concentra˛ia optim„ difer„ de tipul de drojdie ºi de caracteristicile procesului tehnologic. Drojdiile se dezvolt„ pe medii ce con˛in hexoze (D-glucoz„, D-manoz„ ºi D-fructoz„). D-galactoza nu este fermentat„ dec‚t Ón cazul unor adapt„ri speciale a drojdiilor. Pentozele nu sunt metabolizate de c„tre drojdia de panifica˛ie.

Lactoza nu este consumat„ de drojdiile de panifica˛ie. Melibioza este asimilat„ de c„tre drojdiile din specia Saccharomyces uvarum, dar nu ºi de cele din specia Saccharomyces cerevisiae, fiind astfel un test pentru diferen˛ierea celor dou„ specii.

Cu privire la concentra˛iile optime de hexoze, Ón condi˛iile din industrie, Ón func˛ie de scopul de utilizare ºi de tehnologia aplicat„ s-au stabilit limite bine definite. Astfel, pentru drojdia de panifica˛ie se folosesc medii cu concentra˛ii de glucide fermentescibile de circa 2%, Ón cazul utiliz„rii tehnologiei clasice si de p‚n„ la 10% Ón aplicarea la procese cu aerare intensiv„. La sc„derea concentra˛iei apare pericolul m„rit de contaminare, respectiv de asimilare a glucidelor de c„tre alte microorganisme prezente Ón mediu. Concentra˛ii ridicate de glucide Ón mediu Ómpiedic„ Ónmul˛irea drojdiilor din genul Saccharomyces. Astfel, la concentra˛ii de peste 20% apar fenomene de plasmoliz„ din cauza presiunii osmotice prea ridicate Ón mediu.

Asimilarea glucidelor depinde, Ón afar„ de concentra˛ie, de temperatur„, pH, cantitatea de celule prezente Ón mediu c‚t ºi de al˛i factori.

La Ónceputul fiec„rei faze de creºtere, Ón produc˛ia industrial„ a drojdiei de panifica˛ie, trehaloza (drojdiile de panifica˛ie con˛in p‚n„ la 14% trehaloz„) este repede ºi aproape complet metabolizat„, dar este resintetizat„ Ón ultima parte a fazei de creºtere (Suomalainen ºi Pfaffi, 1961). Aceast„ mobilizare rapid„ a rezervei de carbohidra˛i poate duce la acumularea unei rezerve de energie ce va fi folosit„ Ón faza de lag, c‚nd celulele se preg„tesc de diviziune. Trehaloza este hidrolizat„ specific de trehalaz„ care este o ·-glucozidaz„.

Drojdiile din specia Saccharomyces cerevisiae pot asimila etanolul ºi produºii de oxidare ai etanolului, acetaldehid„ ºi acidul acetic, precum ºi glicerina ºi acidul lactic.

Fiind facultativ anaerobe, drojdiile de panifica˛ie sunt Ónzestrate cu mecanisme de schimb anaerob ºi aerob. Direc˛ia schimbului hidra˛ilor de carbon Ón celulele de drojdie depinde nu numai de prezen˛a sau absen˛a aer„rii, dar ºi de concentra˛ia ºi tipul surselor de hidra˛i de carbon. Œn condi˛ii aerobe, la cultivarea pe medii care con˛in glucoz„ (precum ºi fructoz„ ºi zaharoz„) Ón cantitate mai mare de 5 g/l, se observ„ o glicoliz„ intens„, aºa numita fermentare aerob„ sau efectul Crabtree. Prin fermentare aerob„ se oprim„ enzimele ciclului acizilor tricarboxilici (represie catabolic„) ºi Ón mediul nutritiv se acumuleaz„ etanol. Dup„ sc„derea concentra˛iei glucidelor Ón mediul nutritiv se activeaz„ enzimele de respira˛ie ºi celulele trec la metabolismul oxidativ Ón timpul c„ruia drojdia asimileaz„ alcoolul format. Œncepe a doua faz„ logaritmic„ a creºterii.

Direc˛ia metabolismului influen˛eaz„ compozi˛ia celulelor de drojdie, mai ales con˛inutul seriei de metaboli˛i care particip„ Ón reac˛iile importante ale celulei. Œn tabelul de mai jos sunt prezentate date despre

34

con˛inutul aminoacizilor liberi la Saccharomyces cerevisiae, cultivat„ pe medii cu diferite concentra˛ii de glucoz„ ºi Ón medii cu galactoz„. Prin m„rirea con˛inutului de glucide Ón mediul nutritiv, cantitatea de aminoacizi liberi Ón celul„ scade, totuºi mult mai brusc modificarea se observ„ Ón mediile cu glucoz„. Œn acelaºi timp se activeaz„ enzimele care particip„ la schimbul anaerob al hidra˛ilor de carbon, piruvatdecarboxilaza si alcooldehidrogenaza.

La creºterea drojdiei pe galactoz„, Ón acelaºi timp au loc procese de respira˛ie ºi fermenta˛ie, totuºi prin m„rirea con˛inutului galactozei Ón mediul nutritiv se intensific„ respira˛ia ºi se oprim„ Óntr-o oarecare m„sur„ fermentarea. Tipul sursei de carbon exercit„ o influen˛„ asupra concentra˛iei ºi con˛inutului Ón diferi˛i metaboli˛i.

Este evident„ deosebirea substan˛ial„ a drojdiilor cultivate pe mediul cu etanol: un con˛inut mai ridicat Ón proteine, dec‚t la drojdiile cultivate pe medii nutritive cu melas„, mai mul˛i aminoacizi liberi. S-au descoperit, de asemenea, c‚teva deosebiri Ón frac˛iile peptidice: la drojdiile cultivate pe medii cu etanol, frac˛ia peptidic„ con˛ine mai mult„ cistin„ si mai pu˛ini acizi diaminocarboxilici, dec‚t la drojdiile cultivate pe medii cu glucoz„. Drojdiile cultivate pe etanol sunt mai bogate Ón ergosterol, dec‚t drojdiile cultivate Ón mediu glucidic, ceea ce explic„ metabolismul aerob la creºterea drojdiei pe etanol (Gancedo, J.M., 1973).

Proteinele drojdiilor se pot separa Ón c‚teva frac˛ii. Con˛inutul total Ón azot, proteine ºi proteine separate Ón frac˛ii la cultivarea drojdiilor pe medii cu compozi˛ie diferit„ sunt prezentate Ón tabelul 22. Primele dou„ frac˛ii reprezint„ proteine de tipul albuminelor, globulinelor ºi par˛ial nucleoproteide, a 3-a ºi a 4-a frac˛ie proteine greu solubile.

La drojdia Saccharomyces cerevisiae predomin„ frac˛iile proteice 1 si 2. Tipul ºi concentra˛ia sursei de carbon Ón mediul nutritiv exercit„ o influen˛„ asupra spectrului proteic de frac˛ii ale drojdiei.

Modificarea compozi˛iei mediului nutritiv sau intensificarea aer„rii influen˛eaz„ direc˛ia ºi viteza proceselor biochimice principale ale celulei ºi determin„ nu numai activitatea general„ a enzimelor, dar ºi prezen˛a ºi activitatea enzimelor separate. Tipul ºi concentra˛ia sursei de carbon Ón mediul nutritiv determin„ activitatea enzimelor glicolizei, ciclului acizilor tricarboxilici ºi enzimelor care particip„ la glicogenez„. De exemplu, glucoza este represor catabolic al activit„˛ii enzimelor ciclului glioxalic: malatsintetaza, izocitratliaza, malatdehidrogenaza. O sensibilitate deosebit„, la prezen˛a glucozei Ón mediul nutritiv o prezint„ fructozo-1,6-difosfataza, provenit„ din celulele de drojdie numai dup„ Óndep„rtarea din mediul nutritiv a glucozei. La creºterea drojdiilor pe medii nefermentative (etanol, lactat), adaosul Ón mediul nutritiv de glucoz„ provoac„ inactivarea rapid„ ºi total„ a fructozo-1,6-difosfatazei.

Dintre enzimele care particip„ la procesele respiratorii ale celulei de drojdie, cea mai sensibil„ la represiile catabolice este citocrom-c-oxidaza (la concentra˛ii ale glucozei de 0,1%). Pe m„sura consumului de glucoz„ activitatea enzimelor ciclului glioxalic se restabileºte.

Nutri˛ia azotat„ are un rol important Ón metabolismul drojdiilor, azotul fiind elementul major din compozi˛ia proteinelor, enzimelor.

Drojdiile prezint„ o anumit„ particularitate Ón nutri˛ia azotat„ pentru c„ ele produc enzime proteolitice intracelulare, enzime cu molecule mari, endogene, Ónc‚t drojdiile nu pot folosi protidele Ón nutri˛ia azotat„. Aceste enzime proteolitice devin active c‚nd celula de drojdie este lipsit„ de mediu nutritiv, ac˛ion‚nd asupra compuºilor celulari produc‚nd autoliza celulei de drojdie ºi Ón final moartea celulei (Dan, V., 1975).

Pentru Saccharomyces cerevisiae, s„rurile anorganice de amoniu servesc ca surs„ bun„ de azot, asigur‚nd creºterea normal„ a celulei ºi biosinteza tuturor compuºilor azota˛i. Majoritatea aminoacizilor naturali, cu excep˛ia acidului aspartic, asparaginei, acidului glutamic ºi glutaminei sunt asimila˛i de Saccharomyces cerevisiae mult mai lent dec‚t ionii de amoniu, cu toate c„ celulele de drojdie con˛in permeaze pentru aminoacizi. Transportul aminoacizilor are loc la fel ca ºi a glucidelor, prin absorb˛ie ºi difuzie p‚n„ la un nivel care nu dep„ºeºte concentra˛ia lor Ón mediu, peste acest nivel transportul se realizeaz„ cu ajutorul unor transportori specializa˛i. Sunt date Ón literatur„ care arat„ c„, azotul din acidul aspartic ºi asparagin„ este asimilat de dou„ ori mai repede dec‚t azotul amoniacal, iar acidul glutamic este asimilat dup„ ionul de amoniu (Anghel, I. et al., 1989).

Aminoacizii Ón celula de drojdie sunt supuºi dezamin„rii ºi transamin„rii, totuºi nu este exclus„ posibilitatea, ca unii dintre ei s„ fie utiliza˛i direct Ón sinteza de proteine.

Prin cultivarea drojdiei de panifica˛ie pe medii f„r„ biotin„ (sursa de carbon-glucoza), prin adaosul Ón mediul nutritiv de acid aspartic se m„reºte considerabil creºterea drojdiilor. Efectul stimulator maxim s-a observat la adaosul concomitent de acid aspartic ºi acizi graºi nesatura˛i. Adaosul acidului aspartic poate compensa par˛ial deficitul de biotin„.

La cultivarea drojdiei Saccharomyces cerevisiae pe medii cu etanol ca surs„ de carbon, biomasa rezultat„ se m„reºte dac„ Ón mediul nutritiv se adaug„ o cantitate de 0,075% acid glutamic. S-a dovedit c„ acidul glutamic favorizeaz„ utilizarea etanolului Ón biosintez„. O influen˛„ stimulatoare a creºterii, al„turi de acidul glutamic, o exercit„ ºi glutationul. Influen˛a favorabil„ a aminoacizilor indica˛i se manifest„ numai Ón cazurile Ón care ei se adaug„ Ón mediul nutritiv la Ónceputul procesului de cultivare (Beker, M.E., 1977).

Saccharomyces cerevisiae nu poate asimila ‚-aminoacizii, ca de exemplu ‚-alanina ºi acidul ‚-

aminobutiric. ‚-alanina, deºi neutilizabil„ ca surs„ de azot, este un factor de creºtere, iar atunci c‚nd este ad„ugat„ Ón cantit„˛i mici poate m„ri creºterea drojdiei Ón prezen˛a unei surse asimilabile de azot.

Prezen˛a unor aminoacizi Ón cantit„˛i excesive exercit„ ac˛iuni toxice asupra drojdiilor. Astfel, Middelhoven (1977) citeaz„ cazul cisteinei la concentra˛ii mai mari de 25 mg·dm-3. Lewis ºi Phaff au studiat

35

fenomenele de eliminare a substan˛elor azotoase din drojdie Ón mediu, denumind fenomenul ìexcre˛ie ºocî. Prin realizarea unei suspensii de drojdie Óntr-o solu˛ie de glucoz„ se elimin„ rapid aminoacizii care se absorb apoi lent Ón dou„ sau trei ore. Cantitatea depinde de tulpina de drojdie, de con˛inutul de aminoacizi intracelulari, de temperatur„. S-a ajuns la concluzia c„ acest ºoc este rezultatul schimbului de substan˛e Ón celul„ la fluxul continuu de glucide fermentescibile prin membrana celular„.

Compar‚nd influen˛a diferitelor s„ruri de amoniu asupra creºterii drojdiilor, Pirshle(1930) a g„sit c„ fosfatul de amoniu bibazic utilizat ca surs„ de azot determin„ o creºtere eficient„ a drojdiei de panifica˛ie. Surse la fel de bune includ fosfatul de amoniu mono-ºi tribazic, sulfatul de amoniu, bicarbonatul, acetatul, lactatul ºi tartratul, Ón timp ce clorura de amoniu s-a dovedit inferioar„ ca surs„ de azot (Anghel, I. et al., 1989).

Azotul amoniacal liber Ón func˛ie de concentra˛ie a fost g„sit c„ are un efect limitant Ón rata de fermentare a drojdiilor ºi rata de creºtere. Pe de alt„ parte, ionul de amoniu influen˛eaz„ rata de producere a alcoolului, influen˛a lui fiind condi˛ionat„ de raportul lui cu ionul fosfat (Marchetti, R. et al., 1991).

Drojdiile nu pot asimila nitra˛ii (care pot s„ aib„ un efect de inhibare al multiplic„rii), iar nitri˛ii au efect toxic ºi opresc dezvoltarea drojdiilor. La un con˛inut Ón mediu de 0,0005% nitrit este inhibat„ Ónmugurirea normal„ a drojdiilor. Con˛inutul Ón nitri˛i de 0,004% inhib„ Ónmul˛irea drojdiilor de cultur„ cu 50%, iar la cantitatea de 0,02% se reduce Ónmugurirea. Nitri˛ii modific„ morfologia celulelor, Ónt‚rzie respira˛ia, inhib„ multiplicarea ºi activitatea fermentativ„. Cea mai mare sensibilitate o prezint„ Ón faza lag de creºtere. S-au efectuat cercet„ri care au ar„tat c„, dac„ concentra˛ia nitri˛ilor Ón mediu se micºoreaz„ Ón cursul multiplic„rii drojdiilor de la 0,004% la 0,002%, randamentul Ón drojdie se m„reºte cu 8˜10%, iar la concentra˛ii de 0,001% se m„reºte cu 17˜21%. Kauzman arat„ c„ o concentra˛ie de 0,01% NO2 a micºorat randamentul ºi puterea de fermentare a drojdiilor.

Nutri˛ia mineral„. Este un proces fiziologic prin care microorganismele preiau din mediu substan˛e minerale care intr„ Ón constitu˛ia compuºilor celulari. Diferitele elemente necesare nutri˛iei minerale intr„ Ón structura metalenzimelor, a pigmen˛ilor, a unor vitamine ºi sunt necesare Ón cantit„˛i foarte mici. La doze prea mari substan˛ele minerale pot produce efecte toxice (Dan, V., 1999).

Un tablou general asupra efectului concentra˛iei optime de ioni asupra echipamentului enzimatic ºi rolulstructural pentru drojdii este pe larg prezentat de Soumalainen ºi Oura (1970), James (1984, 1986).Performan˛ele drojdiei sunt dramatic influen˛ate de modific„rile concentra˛iei ionilor limit„, uneori Ón intervalefoarte Ónguste. Concentra˛ia optim„ pentru fiecare tip de ioni nu poate fi individual definit„. De fapt, varia˛iaunor ioni selecta˛i pot s„ produc„ efecte de stimulare sau inhibare Ón func˛ie de concentra˛ia altor ioni saunutrien˛i.

Œncercarea de optimizare a mediilor de fermentare, prin manipularea compozi˛iei lor ionice, necesit„ cunoºtin˛e mai profunde despre interac˛iunile fizico-chimice, Ón care sunt implica˛i at‚t ionii c‚t ºi solu˛iile lor ºi func˛ionalitatea membranei celulare.

Fosforul este un element necesar at‚t pentru creºterea drojdiilor c‚t ºi pentru fermenta˛ie, el reprezint„, sub form„ de oxizi, aproape 50% din cenuºa drojdiei.

Dintre toate substan˛ele minerale, fosfa˛ii au importan˛a cea mai mare (Markham, 1967). Aceºtia sunt consuma˛i pentru dezvoltare, iar Ón caz de exces se stocheaz„ Ón celule, put‚nd fi reutiliza˛i Ón cazul lipsei de fosfor Ón mediu, drojdia dezvolt‚ndu-se Ón continuare. Fosforul particip„ la transmiterea energiei Ón celulele de drojdie prin intermediul ATP ºi ADP, rolul acestuia fiind eviden˛iat la metabolismul glucidic.

Sulful care intr„ Ón compozi˛ia aminoacizilor cu sulf este preluat de drojdii din sulfatul anorganic care Óns„ poate fi Ónlocuit par˛ial sau Ón Óntregime de al˛i compuºi anorganici sau organici cu sulf.

Cele mai multe specii de Saccharomyces manifest„ o creºtere bun„ atunci c‚nd sulfatul este Ónlocuit cu sulfit sau tiosulfat. Ele sunt Óns„ incapabile de a utiliza aminoacizii cu sulf ca de exemplu, cisteina sau cistina, drept surse de sulf. Absorb˛ia sulfatului cere energie ºi at‚t glucoza c‚t ºi nutrien˛ii cu azot trebuie s„ fie prezen˛i Ón mediu. Intensitatea de aerare Ón cultivarea lui Saccharomyces cerevisiae influen˛eaz„ capacitatea sa de a folosi diferite surse de sulf. M„rirea aera˛iei ºi diminuarea nutri˛iei Ón timpul propag„rii industriale a drojdiilor de panifica˛ie duce la o diminuare a con˛inutului total de sulf din celule.

Kotyk(1959) a dovedit c„ absorb˛ia sulfului decurge cu aceeaºi intensitate Ón ambele cazuri de aerobioz„ ºi anaerobioz„.

Potasiul, element din grupa metalelor alcaline este necesar drojdiilor at‚t pentru creºtere c‚t ºi pentru fermenta˛ie. Absorb˛ia ionului K este Ónlesnit„ de absorb˛ia glucozei, c‚nd aceasta este consumat„, ionii de K devin netransportabili. C‚nd ionii de K sunt absen˛i din mediu, fosforul nu mai poate fi absorbit. Potasiul joac„ un rol cheie Ón reglarea transportului cationilor bivalen˛i, Ón producerea de celule ºi rata de fermentare. S-a observat c„ necesarul Ón potasiu al drojdiilor a crescut cu rata de creºtere. Potasiul se reg„seºte Ón cantit„˛i de 2,4˜2,8 % Ón drojdie (K2O Ón s.u.). Œn melasele normale, potasiu exprimat Ón K2O se g„seºte Ón propor˛ie de 2,5˜4,5%. Melasele cu un con˛inut sub 2,5% K2O au influen˛„ negativ„ asupra conservabilit„˛ii drojdiei.

Magneziul este considerat un factor de creºtere necesar pentru drojdii, el fiind un activator al transfosfatazei, enolazei ºi carboxilazei. C‚nd creºterea drojdiilor a fost limitat„ de c„tre magneziu, randamentul Ón celule a sc„zut, iar Ón compozi˛ia proteinelor s-a observat o sc„dere a con˛inutului Ón lizin„ ºi acid glutamic. De asemenea, magneziului i se atribuie un rol Ón reducerea activit„˛ii de fermentare. Œn general, melasele sunt deficitare Ón magneziu, care trebuie s„ fie asigurat la prepararea pl„mezilor prin ad„ugarea unor s„ruri de

36

magneziu. Œn literatura de specialitate se men˛ioneaz„ ca optime urm„toarele cantit„˛i de azot, fosfor ºi magneziu care se adaug„ sub form„ de solu˛ii la prelucrarea melasei (Banu, C. et al., 1978):

Azot (N2) 1,6˜1,8% fa˛„ de masa melasei;Fosfor (P2O5) 0,6˜0,8% fa˛„ de masa melasei;Magneziu (MgO) 0,1˜0,15% fa˛„ de masa melasei.

Calciul, deºi aparent neesen˛ial pentru creºterea celulelor de drojdii, stimuleaz„ creºterea ºi fermenta˛ia.Prezent sub form„ de clorur„ Ón mediul de cultur„, Ón concentra˛ii de 25˜50 mg·dm-3 poate stimula Ónmul˛ireadrojdiei Saccharomyces cerevisiae.

Litiul fr‚neaz„ fermenta˛ia alcoolic„, dar stimuleaz„ multiplicarea drojdiei Ón doze de p‚n„ la 3mg·dm-3

mediu.Borul stimuleaz„ activitatea complexului zimazic, Ón special a fosfatazei alcaline, dar blocheaz„

activitatea fosfatazei acide. Fluorul poate fi prezent Ón medii cu s„ruri de fosfor ºi inevitabil este adus cu acestea Ón mediul de

cultur„. Prezen˛a permanent„ a fluorului Ón mediu duce la adaptarea drojdiei la acesta. Din datele specialiºtilor polonezi, drojdiile sunt capabile s„ asimileze fluor p‚n„ la concentra˛ia de 10˜30 mg/kg f„r„ o influen˛„ vizibil„ asupra ritmului de creºtere. NaF Ón cantitate de 20 mg·dm-3 Ón mediu fr‚neaz„ activitatea vital„ a drojdiei.

Aluminiul Ón concentra˛ie de 0,01˜-0,1 mg·dm-3 contribuie la sinteza ARN la drojdii. Aluminiul este toxic, fr‚n‚nd activitatea drojdiei la concentra˛ii de 54 mg·dm -3 ºi are efect letal la 540 mg·dm -3 (Ón solu˛ii de Al2SO3).

Fierul intr„ Ón compozi˛ia multor metalenzime, succinat dehidrogenaza, catalaza ºi altele. Posed‚nd valen˛„ schimb„toare, particip„ activ la reac˛iile de oxidoreducere. Œn absen˛a ionilor de fier drojdia nu creºte, totuºi concentra˛iile ridicate Ón fier sunt toxice. Con˛inutul admisibil al fierului Ón mediu este de 20 mg/dm 3. Fierul intr„ Ón mediul de cultur„ cu melasa ºi alte componente Ón cantitate suficient„ pentru biosinteza celular„.

Cuprul posed„ valen˛„ schimb„toare ºi Ón calitate de transportor de ioni, particip„ la reac˛ii de oxidoreducere. Cuprul stimuleaz„ activitatea complexului zimazic ºi Óntr-o m„sur„ mai mic„ activitatea maltazei. Cuprul intr„ Ón compozi˛ia multor oxidoreductaze, Ón concentra˛ie de 0,01˜0,25 mg·dm-3 contribuie la multiplicarea drojdiei. Concentra˛ii mai ridicate fr‚neaz„ activitatea vital„ a drojdiei, la concentra˛ii de 50 mg·dm-3 produce inactivarea fiziologic„ a celulei.

Zincul intr„ Ón compozi˛ia multor metalenzime. De exemplu, molecula degliceroaldehidfosfatdehidrogenaz„ con˛ine 2 atomi de zinc, moleculele de alcooldehidrogenaz„ ºi piruvatkinaz„ con˛in 4 atomi de zinc. Zincul accelereaz„ activitatea enzimelor complexului zimazic ºi a maltazei, Ómbun„t„˛eºte puterea de creºtere a drojdiei. El joac„ un rol important Ón metabolismul celulelor ºi Ón concentra˛ie de 0,2 mg·dm-3 accelereaz„ activitatea vital„ a drojdiei. Con˛inutul Ón zinc de 130 mg·dm -3 opreºte multiplicarea (Novakovskaia, S.S., Sisatkii, I.I., 1980).

Melasa con˛ine Ón general majoritatea factorilor (zaharoz„, acizi organici, vitamine, s„ruri minerale, etc.) care asigur„ sinteza de c„tre celula de drojdie a substan˛elor mai sus men˛ionate ºi Ón consecin˛„ desf„ºurarea normal„ a func˛iilor fiziologice a acesteia. Este Óns„ deficitar„ Ón azot, fosfor, magneziu ºi uneori Ón alte elemente.

Pentru ca drojdia s„ se dezvolte normal, Ón vederea asigur„rii de randamente ºi calitate corespunz„toare, concomitent cu alimentarea cu melas„ Ón timpul multiplic„rii drojdiilor, se efectueaz„ ºi alimentarea cu solu˛ie de substan˛e nutritive, care con˛in azot ºi fosfor. Necesarul de azot ºi fosfor, pentru ca Ón final drojdia s„ con˛in„ circa 1,8% azot ºi 0,8% fosfor, se calculeaz„ anticipat Ón raport cu rezultatele analizei melasei. Este necesar s„ se calculeze de fiecare dat„ necesarul de azot ºi fosfor, deoarece excesul Ón aceste elemente nu constituie Ón fond dec‚t o risip„ care m„reºte inutil cheltuielile de fabrica˛ie. Œn cazul melaselor deficitare Ón magneziu, la prepararea solu˛iilor nutritive se adaug„ ºi s„ruri care con˛in acest element.

Substan˛ele nutritive se adaug„ Ón pl„mezile de melas„ sub form„ de solu˛ie limpede pasteurizat„ Ón prealabil pentru a se evita pericolul de contaminare. Instala˛ia de preparare a solu˛iilor de substan˛e nutritive este format„ din vase metalice pentru prepararea solu˛iilor, vase pentru depozitarea solu˛iilor ºi vase de dozare a solu˛iilor de substan˛e nutritive, care sunt confec˛ionate din material antiacid, Óntruc‚t solu˛iile de substan˛e nutritive sunt corosive. Instala˛iile clasice de preparare a solu˛iilor de substan˛e nutritive sunt formate numai din vase de solubilizare. Ele prezint„ dezavantajul antren„rii sedimentului depus Ón linurile de multiplicare ºi faptul c„, pentru fiecare lin de multiplicare este necesar un vas de solubilizare. Solu˛iile preparate de substan˛e nutritive trebuie men˛inute la temperaturi peste 65C prin Ónc„lzirea lor cu ajutorul unei serpentine cu abur, pentru a se evita contamin„rile cu microorganisme. La prepararea lor trebuie s„ se urm„reasc„ prin analiz„ de laborator s„ nu con˛in„ anumite elemente toxice pentru drojdii peste limita admis„ (Ón sulfat de amoniu, acid sulfuric ºi superfosfat de calciu, arsenul s„ nu dep„ºeasc„ 0,0001%, plumbul Ón sulfatul de amoniu 0,001%, iar Ón acidul sulfuric 0,001%.

8.2. MULTIPLICAREA DROJDIILOR 8.2.1. Bazele procesului de multiplicare a drojdiei

Procesul de multiplicare ºi mecanismul biochimic de formare ºi dezvoltare a masei celulare nu sunt Ón Óntregime cunoscute Ón prezent, deºi se cunosc contribu˛iile celor mai mul˛i factori ce particip„ Ón acest complex.

Œn condi˛iile experimentale, dinamica multiplic„rii drojdiilor este bine cunoscut„. Procesul evolueaz„ Óntr-o serie de faze succesive.

37

Faza de laten˛„, de creºtere zero sau de lag reprezint„ etapa de timp c‚nd dup„ inoculare num„rul celulelor r„m‚ne neschimbat, sau chiar scade, noile condi˛ii de mediu implic„ laten˛a induc˛iei acelor enzime necesare pentru adaptarea la mediul nutritiv. Faza de laten˛„ apare deci ca o perioad„ de adaptare la condi˛iile noi de cultur„, Ón care drojdiile viabile din inocul Óºi acumuleaz„ Ón celul„ metaboli˛i ºi sistemele necesare creºterii, Ón cazul Ón care aceste componente biochimice le lipseau datorit„ condi˛iilor de mediu anterioare inocul„rii.

Faza de multiplicare exponen˛ial„ sau de creºtere logaritmic„ este caracterizat„ prin aceea c„, dup„ o scurt„ perioad„ (circa 2 ore) de accelerare a ritmului de creºtere, Ón care multiplicarea se produce cu o vitez„ progresiv„ m„rit„, acest ritm devine constant ºi caracteristic Ón anumite condi˛ii de cultur„, durata unei genera˛ii fiind minim„. Perioada de echilibru poate fi men˛inut„ numai at‚t c‚t nu intervin alter„ri importante, pe care creºterea le poate provoca Ón compozi˛ia mediului. Num„rul de celule de drojdie ºi cantitatea de materie vie format„ creºte temporar dup„ o progresie geometric„ cu ra˛ia 2. Celulele aflate Ón faza exponen˛ial„ de multiplicare sunt cele mai potrivite pentru cercet„ri de genetic„ ºi fiziologie.

Faza sta˛ionar„ (de maturare) Ón care num„rul celulelor viabile este maxim ºi r„m‚ne constant o perioad„ de timp. Celulele de drojdie nu mai Ónmuguresc, Óºi m„resc volumul ºi tind spre forma sferic„, se rotunjesc. Aceast„ faz„ dureaz„ 1˜2 ore, Ón care nu se mai face alimentarea cu melas„ ºi s„ruri l„s‚ndu-se drojdia s„-ºi consume substan˛ele de rezerv„ din celul„ (exemplu, glicogen) ºi o parte din acizii organici din mediu. Œntruc‚t func˛iile respiratorii ale celulei sunt acum sl„bite se micºoreaz„ debitul de aer la circa 50% din valoarea maxim„ folosit„ Ón faza logaritmic„. Celulele de drojdii au Ón aceast„ faz„ caracteristicile morfologice cele mai tipice genului ºi speciei.

Faza de declin se caracterizeaz„ printr-o sc„dere Ón progresie geometric„ Ón raport cu timpul a num„rului de celule vii. Pe m„sur„ ce mediul devine mai pu˛in favorabil, celulele vii Ónceteaz„ a mai forma muguri, deºi activitatea lor mai continu„ un timp dup„ care mor ºi intr„ Ón autoliz„. Acest declin poate interveni cu mai mult„ Ónt‚rziere la tipurile ìrobusteî de drojdii. La sf‚rºitul acestei ultime faze se Ónregistreaz„ maximum absolut al num„rului total de celule formate pe parcursul Óntregii evolu˛ii a culturii.

Cunoaºterea ratei de creºtere a culturilor de drojdie este important„ Ón cercetare pentru studiul propriet„˛ilor fiziologice a tulpinilor selec˛ionate ºi Ón tehnologia de fabrica˛ie pentru stabilirea condi˛iilor de reproducere c‚nd acestea sunt folosite Ón calitate de cultur„ starter sau pentru ob˛inerea avantajoas„ a unor compuºi intracelulari.

Dup„ stabilirea experimental„ a curbei de creºtere se pot calcula urm„torii parametri: Creºterea exponen˛ial„ ºi timpul de genera˛ie:

Num„rul de diviziuni celulare:

n =

Ón care:

lg N lg N0

lg 2( t t0 )

No ñ num„r celule inocul; N ñ num„rul de celule rezultate prin Ónmugurire.

Constanta vitezei de reproducere:

n lg N lg NoV = t ,

lg 2(t to)Ón care:

t ñ timpul de cultivare

Timpul necesar pentru un ciclu de reproducere sau timpul de genera˛ie :t 1

g = ,n v

Ón care:ï g - timpul de genera˛ie, pentru dublarea num„rului de celule;ï n ñ num„r de diviziuni;ï v ñ constanta vitezei de reproducere.

Timpul de genera˛ie pentru Saccharomyces cerevisiae la temperatura de 300C este de 2 ore (Prescott, L.M., 1990).

Dup„ introducerea inoculului, c‚nd Ón mediu exist„ o cantitate suficient„ de oxigen, drojdiile pot produce oxidarea glucidelor fermentescibile p‚n„ la produºii finali ai respira˛iei ºi are loc Ónmul˛irea celulelor. Apoi procesul de respira˛ie se reduce ºi se intensific„ procesul fermentativ, iar celulele existente cresc Ón dimensiuni ºi Ón celule se acumuleaz„ glicogen.

Pentru stabilirea vitezei de Ónmul˛ire se calculeaz„ coeficientul Km care exprim„ num„rul de celule noi ce se formeaz„ pentru fiecare celula existent„, Ón timp de o or„ cu rela˛ia :

38

2 , 3(log N log N )2 1

Km =

t t 2 1

Ón care: N1 - num„r ini˛ial dup„ inoculare (la timpul t1); N2 - num„r de celule format Ón mediu Ón perioada t2-t1. La cultivarea drojdiilor Ón pl„mezi de melas„ s-a constatat Ón condi˛ii practice o anomalie Ón

desf„ºurarea logaritmic„ a curbei de dezvoltare, drojdia Ónmul˛indu-se prin impulsuri ritmice. Œn cazul proceselor continue, rata de creºtere a celulelor de drojdie, dup„ Monod ºi Maxon (1955), se

exprim„ prin rela˛ia:

= Î

unde,

db dt

1 ,

B

Ï - rata de creºtere specific„;Î - rata de dilu˛ie sau frac˛ia volumic„ de lichid care p„r„seºte vasul Ón unitatea de timp ;

db/dt - procentul de drojdie nou„ din cantitatea constant„ B Ón vasul de multiplicare.Cercet„rile au permis stabilirea unor ecua˛ii matematice ºi a rela˛iilor dintre urm„torii factori care se iau

Ón considerare la calculul multiplic„rii drojdiei:- coeficientul de multiplicare;- modulul (factorul) de creºtere orar„;- viteza de asimilare a zah„rului.

Coeficientul de multiplicare este un prim factor. Dac„ se noteaz„ cu A masa de drojdie care se afl„ la un moment dat Ón mediu, viteza de Ónmul˛ire Ón acel moment este Ar, Ón care r este un factor constant al condi˛iilor specifice de mediu, denumit coeficient de multiplicare. Coeficientul r se exprim„ Ón grame de celule noi formate Óntr-o or„ din gramele de celule de drojdie ce se aflau Ón mediu. Cantitatea de drojdie, care se afl„ Ón mediu, dup„ o perioad„ t de multiplicare, poate fi calculat„ dup„ urm„toarea ecua˛ie:

A A 0 e

Ón care:

r t

A - masa brut„ a drojdiei produs„ Ón timpul t, Ón grame; A0 - masa drojdiei cuib, Ón grame; e - baza logaritmic„ Neperian„ egal„ cu 2,3718; r - coeficientul de multiplicare.

Prin derivarea acestei ecua˛ii poate fi ob˛inut„ viteza de Ónmul˛ire care este:

dA dt

r A 0 e

n Ar

Deseori, se aplic„ ecua˛ia Michaelis-Menten pentru descrierea comport„rii microorganismelor Ón decursul dezvolt„rii drojdiei. Ea se exprim„ prin rela˛ia:

m

Ón care: - factorul de dezvoltare;m - factorul de dezvoltare maxim„; S - este concentra˛ia mediului;

SK s S

Ks - este constanta de satura˛ie, respectiv concentra˛ia mediului la jum„tatea factorului de dezvoltare.

Constantele au fost determinate experimental Ón medii de glucoz„. Astfel Hartree (1948) a g„sit pentru

m valori de 0,37 ore ºi pentru k, valori de 3,6*10-4 M la temperatura de 300 C ºi pH de circa 4.

Modulul orar de creºtere (H) este un factor cu valoare practic„ pentru calculul creºterii orare Ón greutate a unei cantit„˛i de drojdie supus„ multiplic„rii. Dac„ presupunem c„ modulul orar H = 1,2 aceasta Ónseamn„ c„ 1 g de drojdie creºte la 1,2 g Óntr-o or„, la 1,2 kg la 2 ore, 1,2t Ón t ore. Prin urmare:

A e

r t t A H

0 0Egal‚nd ecua˛iile 1 ºi 2 rezult„ c„:

t A A0 H

sau:n t

e HPrin logaritmare ob inem:

rt t

ln e ln H sau:

39

r

H eNumeroase cercet„ri care s-au efectuat cu privire la randamentele maxime de drojdie ce se pot ob˛ine

din zah„rul con˛inut de melas„, au eviden˛iat c„ Ón cele mai bune condi˛ii drojdia foloseºte pentru Ónmul˛irea ei 2/3 din carbonul moleculei de hexoz„, iar restul de 1/3 pierz‚ndu-se sub form„ de dioxid de carbon. Deci, o drojdie de panifica˛ie cu 27% substan˛„ uscat„ con˛ine 12,7% carbon. Un gram de zah„r invertit con˛ine 0,4 g carbon, din care, dac„ se folosesc numai 2/3 pentru formarea celulelor noi de drojdie, rezult„ c„ pentru 0,127 g carbon, care se g„sesc Óntr-un gram de drojdie, sunt necesare 0,476 g hexoz„.

Viteza de asimilare a zah„rului Ón t ore de la Ónceperea procesului de multiplicare este dat„ de derivata:

dVdt

0, 476 r A 0 e

0 r t

r t, unde:

r dV

dt

A e A r 0, 476 A r

Pentru ob˛inerea de randamente maxime Ón drojdie este necesar ca Ón pl„mad„ concentra˛ia de zah„r s„ fie sc„zut„, aceasta realiz‚ndu-e prin adaosuri progresive de melas„ cu un debit orar corelat cu necesit„˛ile de multiplicare ale drojdiilor. Este indicat ca Ón orice moment din perioada aliment„rii, zah„rul din pl„mad„ s„ fie consumat Ónainte de sosirea por˛iunii urm„toare de melas„, dac„ se ignor„ aceast„ condi˛ie, excesul de zah„r se pierde sub form„ de alcool.

A 0 1001, 92 361 kg drojdie de Óns„m‚n˛are

0,476 e 1Dac„ valoarea factorului r este cunoscut„, cantitatea corect„ de drojdie de Óns„m‚n˛are se determin„ din

ecua˛ia

G 0, 476 A 0 e

rt 1 ,

unde G este masa zah„rului asimilat Ón t ore. Spre exemplu, dac„ o pl„mad„ trebuie s„ fie alimentat„ cu 1000 kg zah„r din melas„ Ón 12 ore ºi s-a determinat factorul r = 0,16, rezult„ c„ sunt necesare: cantitatea ini˛ial„ de zah„r la timpul zero trebuie s„ fie de 0,476 x r x A0 = 27,5 kg/h (sau 55 kg melas„ tip 50%). Cantitatea de zah„r ºi implicit de melas„ preparat„ creºte progresiv, astfel c„ Ón a 6-a or„ este de 0,476 x r x A0 x e0,96 = 71,8 kg/h, iar Ón ora a 12-a, spre exemplu de 0,476 x r x A0 x e1,92 = 188 kg/h.

Un calcul mai simplu const„ Ón stabilirea necesarului de zah„r, care trebuie s„ se adauge Ón pl„mad„ orar, Ón baza modulului orar de creºtere H. Œn cazul exemplului men˛ionat mai sus:

rH e e

0, 16 1 , 175 kg

Cele 361 kg drojdie cuib vor spori la 361 x H Ón prima or„, deci Ón prima or„ se vor forma 632 kg drojdie. Aceasta necesit„ pentru multiplicare 0,476 x 632 = 301 kg zah„r.

8.2.2. Drojdia de cultur„ Saccharomyces cerevisiae Se urm„reºte ob˛inerea Ón laborator a unor culturi de celule c‚t mai omogene, Ón ceea ce priveºte

metabolismul, randamentul, viteza de Ónmul˛ire, capacitatea de reproducere ºi calitatea produsului finit. Œnmul˛irea culturilor se efectueaz„ treptat, primele faze realiz‚ndu-se Ón laborator ºi Ón continuare, Ón sta˛ia de culturi pure a produc„torului de drojdie de panifica˛ie.

Men˛inerea purit„˛ii se realizeaz„ prin izolarea de celule individuale din culturi ce s-au comportat bine, din probe preluate din ultima faz„ de multiplicare. Pentru izolarea de celule se practic„, Ón func˛ie de mediul nutritiv, metode cu substrat lichid (Lindner ºi Hansen) ºi metode cu substrat solid (Koch ºi Hansen).

Dup„ izolare se trece la verificarea purit„˛ii culturilor izolate, vizual cu ajutorul microscopului ºi prin Óns„m‚n˛„ri pe suprafa˛a mediului nutritiv, solidificat Ón pl„ci Petri. Prin controlul vizual al eprubetei, se poate observa uniformitatea creºterii ºi prezen˛a indicatorilor morfologici caracteristici pentru specia izolat„. Prin control microscopic, Ón preparate umede se observ„ forma celulelor ºi absen˛a microorganismelor de contaminare.

Cultura pur„ de laborator se analizeaz„ ºi din punct de vedere al aspectului, a num„rului de celule moarte, pentru a avea siguran˛a c„ este corespunz„toare. Drojdia pur„ trebuie s„ fie sedimentat„ Óntr-un strat compact pe fundul vasului; c‚nd drojdia este r„sp‚ndit„ Ón masa lichidului ºi aglomerat„ Ón flocoane vizibile, denot„ faptul c„ mediul de cultur„ a fost contaminat. Celulele de drojdie moarte se identific„ cu ajutorul metodei de colorare cu solu˛ie de albastru de metilen.

Œn vederea asigur„rii de parametri c‚t mai uniformi Ón decursul multiplic„rii Ón produc˛ie, este necesar„ conservarea culturilor pure de drojdii. Œn momentul constat„rii unor fenomene de degenerare, de contaminare sau apari˛iei de mutante care modific„ Ónsuºirile drojdiilor, precum ºi a unei propor˛ii prea mari de celule moarte, se procedeaz„ la schimbarea culturii. Un laborator specializat Ón prepararea, conservarea ºi livrarea de culturi pure dispune de o micotec„ cu o gam„ larg„ de tulpini de drojdii cu caracteristici bine cunoscute, care le livreaz„ la cererea produc„torilor de drojdie de panifica˛ie.

Dintre tehnicile aplicate pentru conservarea culturilor pure, bazate pe prelungirea fazei sta˛ionare de creºtere ºi evitarea etapei de declin, se cunosc urm„toarele:

40

- repicarea periodic„ prin transfer de celule din eprubeta cu cultura pur„ Ón care mediul nutritiv esteepuizat, Ón eprubeta cu mediul nutritiv steril cu compozi˛ie similar„. Metoda necesit„ un mare volum demunc„, prezint„ risc de contaminare ºi este greu de realizat atunci c‚nd num„rul du culturi este mare;

- prelungirea intervalului Óntre dou„ repic„ri prin sc„derea vitezei de metabolism a celulelor se poaterealiza prin:- men˛inerea culturilor la temperaturi sc„zute, Ón condi˛ii de refrigerare sau congelare;- privarea de oxigen: cultura dezvoltat„ Ón mediu solidificat se acoper„ cu un strat de ulei de parafin„

steril, prevenindu-se Ón acest fel ºi uscarea mediului;- reducerea umidit„˛ii mediului conduce la trecerea celulelor Ón stare de anabioz„ care poate fi men˛inut„

timp Óndelungat f„r„ a se produce modific„ri intracelulare, ireversibile;- p„strarea culturilor Ón stare liofilizat„, este tehnica cea mai r„sp‚ndit„ ºi avantajoas„ deoarece

prelungeºte cel mai mult intervalul de conservare a culturilor, f„r„ s„ produc„ modific„ri alepropriet„˛ilor lor fiziologice (Dan, V., 1999).Scopul selec˛ion„rii unei tulpini de drojdie este ob˛inerea Ón laborator a unor culturi pure de celule c‚t mai

omogene, Ón ceea ce priveºte metabolismul, randamentul, viteza de Ónmul˛ire, capacitatea de reproducere ºi calitatea produsului finit.

Principalele condi˛ii pe care trebuie s„ le Óndeplineasc„ o cultur„ pur„ de laborator, destinat„ fabric„rii drojdiei de panifica˛ie sunt urm„toarele (Dan, V., 1999): - s„ posede o capacitate mare de fermentare, indiciu c„ tulpina de drojdie con˛ine tot complexul enzimatic.

Aceasta este o proprietate complex„ ºi reflect„ activitatea combinat„ a produselor mai multor gene. Foarteimportant pentru industria panifica˛iei este utilizarea de drojdii cu poten˛ial Ónalt de fermentare a maltozei;

- s„ posede o rat„ de creºtere ºi randament pe medii cu noi surse de carbon;- s„ fie pur„ din punct de vedere microbiologic;- s„ fie viguroas„ pentru a rezista diferitelor microorganisme de contaminare;- s„ suporte o concentra˛ie c‚t mai mare de s„ruri, dat fiind compozi˛ia melasei;- s„ fie acomodat„ la anumite doze de conservan˛i, care s„ inhibe microorganismele de contaminare;- s„ posede rezisten˛„ la congelare ºi uscare;- s„-ºi p„streze propriet„˛ile biotehnologice timp Óndelungat. Aceast„ proprietate este condi˛ionat„ genetic.

Selec˛ionarea const„ Ón izolarea unei singure celule, c„reia i se creeaz„ apoi condi˛ii de multiplicare p‚n„ la ob˛inerea unei cantit„˛i ce este testat„ Óntr-o sta˛ie pilot, Ón vederea stabilirii Ónsuºirilor care caracterizeaz„ tulpina respectiv„ de drojdie. Dac„ aceasta prezint„ caracteristicile dorite, devine una din tulpinile de baz„, care se multiplic„ Ón fazele de laborator ºi apoi se introduce Ón fabric„. Produc„torii de drojdie de panifica˛ie acord„ o aten˛ie deosebit„ conserv„rii Ón condi˛iile impuse a tulpinii de drojdie, ca aceasta s„ fie ferit„ de contaminare ºi p„strat„ la temperatura prescris„ pentru a evita apari˛ia unor muta˛ii care ar influen˛a negativ calitatea ºi randamentul drojdiei finite.

Œn prezent, datorit„ cunoºtin˛elor din domeniul geneticii s-au pus bazele amelior„rii drojdiilor industriale ºi modalit„˛ilor practice de Ómbun„t„˛ire a calit„˛ilor lor prin inducerea, identificarea, izolarea ºi caracterizarea unor mutante ºi linii cu propriet„˛i biologice ºi economice superioare, ob˛inerea unor hibrizi ºi recombina˛i prin tehnici de inginerie genetic„ ºi fuziune de protoplaºti.

Aprecierea concentra˛iei de celule de drojdie din medii lichide prin metode directe. Pentru aprecierea num„rului de celule de drojdie apar˛in‚nd speciei Saccharomyces cerevisae Ón medii de multiplicare sau de fermentare ºi evaluarea vitezei de creºtere se pot folosi metode de num„rare directe cu ajutorul camerelor de num„rare. De exemplu, se poate utiliza camera Thoma. Aceast„ camer„ prezint„ o re˛ea cu suprafa˛a de 1 mm 2 divizat„ Ón 400 microcelule elementare ºi o ad‚ncime de 0,1 mm Ónc‚t volumul suspensiei de celule pentru num„rat corespunz„tor unei microcelule este de 1/4000 mm3.

Rela˛ia de calcul folosit„ Ón determin„ri va fi: N= n x 4 x 106 x K

Ón care: n = num„r mediu de celule/microcelule; 4.106 = factor de transformare Ón cm3 a volumului microcelulei elementare; k = factor de dilu˛ie(facultativ); N = num„r celule/cm3 suspensie).

Determinarea viabilit„˛ii celulelor de drojdie. Metoda se aplic„ frecvent pentru evaluarea calit„˛ii drojdiei comprimate, a st„rii fiziologice ºi determinarea procentual„ a celulelor autolizate, a influen˛ei unor factori de mediu asupra activit„˛ii fiziologice a celulei de drojdie. Œn principiu, metoda se bazeaz„ pe faptul c„ celulele de drojdie neviabile fie Ón urma procesului de autoliz„ fie a unui factor exterior ce produce modific„ri ireversibile Ón structura proteinelor, Óºi pierd propriet„˛ile fermentative. Prin suspendarea celulelor de drojdie Ón solu˛ie diluat„ de albastru de metilen (1:10.000 Ón citrat de sodiu 2%), celulele inactive fiziologic, se vor colora Ón albastru deoarece Ón urma inactiv„rii reductazelor, nu se mai produce trecerea colorantului Ón forma sa de leucoderivat incolor, aºa cum are loc Ón celula vie, activ„. Cu ajutorul camerei Thoma se poate face num„rarea separat„ a celulelor neviabile (autolizate), din total celule ºi exprimarea lor procentual„ / cm3 sau grame drojdie comprimat„.

41

8.2.3. Multiplicarea drojdiei Ón laborator Multiplicarea celulelor de drojdiei se efectueaz„ Ón dou„ etape, Ón laborator ºi apoi Ón fabric„. Se pleac„ de la o cultur„ pur„ de drojdie ob˛inut„ la un institut specializat sau chiar Ón laboratorul fabricii

prin metoda izol„rii Ón pic„turi sau Ón pl„ci. Cultura de drojdie de baz„ se p„streaz„ pe must de mal˛ cu agar la Óntuneric ºi la temperaturi sc„zute de 2˜50C lu‚ndu-se toate m„surile de a o feri de contaminare cu microorganisme str„ine.

Multiplicarea culturii de drojdie Ón laborator are loc Ón patru faze, folosindu-se ca mediu de cultur„ must de mal˛. Œn prima faz„ se prepar„ cultura de drojdie Óntr-o eprubet„ de 20 ml, Ón care se introduce mediul nutritiv care se solidific„ Ón plan Ónclinat ºi se Óns„m‚n˛eaz„ drojdia cu v‚rful de platin„ al ansei preluat„ din tulpina selec˛ionat„. Din aceast„ eprubet„ se Óns„m‚n˛eaz„ Ón vase Erlenmayer cu creºterea succesiv„ a volumului de must de mal˛, Ón trei faze, la intervale de 24 de ore.

La sf‚rºitul multiplic„rii se ob˛ine cultura pur„ de drojdie de laborator care serveºte pentru Óns„m‚n˛area Ón primul vas de multiplicare a drojdiei Ón sec˛ia de culturi pure.

8.2.4. Multiplicarea drojdiei Ón fabric„ Multiplicarea Ón fabric„ are loc Ón cinci faze, primele dou„ faze Ón vase de multiplicare Ón sta˛ia de

culturi pure, iar urm„toarele trei faze Ón linuri de multiplicare. Principalii parametri tehnologici Ón procesul de multiplicare a drojdiilor de panifica˛ie. Sta˛ia de culturi pure a fabricii asigur„ multiplicarea Ón dou„ trepte, Ón vase metalice, cu creºterea succesiv„ a volumului de 5˜10 ori. Ca mediu nutritiv se foloseºte o solu˛ie apoas„ de melas„ cu adaos de substan˛e nutritive, denumit„ pl„mad„. Pentru realizarea unei culturi viguroase, se urm„reºte multiplicarea celulelor de drojdie, concomitent cu o fermenta˛ie alcoolic„, Óntr-un mediu cu a aciditate ridicat„.

Pentru faza I de multiplicare a drojdiei se utilizeaz„ vase de multiplicare, confec˛ionate din cupru, prev„zute cu racord de ap„, abur, aer, gur„ de vizitare cu capac, robinet de prelevare probe, conduct„ de eliminare CO2, cu o capacitate de 300˜500 l/buc.

Vasul de multiplicare este mai Ónt‚i cur„˛at, sp„lat ºi sterilizat cu abur ºi formalin„, dup„ care se prepar„ mediul nutritiv, conform re˛etei de fabrica˛ie, corec˛ia de pH realiz‚ndu-se cu H 2SO4 concentrat, p‚n„ la un pH de 4,0˜5,0. Pl„mada ob˛inut„ se sterilizeaz„ cu abur direct timp de o or„, dup„ care se r„ceºte cu ajutorul sistemului exterior de r„cire la 28˜320C, apoi se Óns„m‚n˛eaz„ pl„mada cu cultur„ pur„ de laborator.

Multiplicarea are loc prin fermentare aerob„ cu formare de alcool, vasul fiind Ónchis cu capac. Œn timpul perioadei de fermentare din dou„ Ón dou„ ore se execut„ controlul temperaturii, gradului Balling, acidit„˛ii ºi examenul microscopic al pl„mezii.

Con˛inutul vasului este trecut integral prin conducta de leg„tur„, sterilizat„ cu abur Ón prealabil, Ón vasul din faza a II-a culturi pure fabric„ cu o capacitate de 1000˜2500 l.

Pl„mada preg„tit„ conform re˛etei de fabrica˛ie se sterilizeaz„ cu abur direct timp de o or„. Se r„ceºte pl„mada la 28˜320C ºi se Óns„m‚n˛eaz„ cu drojdie din faza I de multiplicare. Cultura pur„ de fabric„ ob˛inut„ este folosit„ integral pentru Óns„m‚n˛area Ón cea de-a treia faz„ de multiplicare a drojdiei.

Vasele sunt prev„zute cu ˛evi exterioare perforate 3, prin care se poate introduce ap„ rece sau cald„ pentru temperarea pl„mezii ºi cu ˛evi perforate Ón interior 4 prin care se poate introduce abur pentru sterilizarea mediului c‚t ºi aer comprimat Ón timpul multiplic„rii drojdiei.

Vasele mai sunt prev„zute cu racorduri pentru introducerea mediului nutritiv 5, racordul de Óns„m‚n˛are cu cultur„ pur„ de laborator 6, guri de vizitare 7, supape de suprapresiune 8 ºi de vacuum 9, manometre 10, termometre 11, robinete de prelevare probe 12 ºi conducte de evacuare a dioxidului de carbon 13 care p„trund Ón vasele de ap„ 14. Apa de r„cire ce se prelinge pe pere˛ii exteriori este colectat„ ºi evacuat„ din jgheabul 15. Cultura de drojdie ob˛inut„ Ón primul vas este trecut„ prin conducta 16 Ón cel de-al doilea vas, iar cultura pur„ rezultat„ din acest vas trece prin conducta 17 Ón sec˛ia de produc˛ie (Hopulele, T., 1980).

Drojdia ob˛inut„ Ón sta˛ia de culturi pure este multiplicat„ Ón continuare Ón fabric„ Ón 2˜4 faze, Ón func˛ie de tehnologia ºi utilajele folosite. Se practic„ procese cu pl„mezi de melas„ diluat„ (1/18˜1/25) sau concentrat„ (1/5˜1/10) ºi tehnici de multiplicare discontinu„ sau continu„. Randamentele ob˛inute difer„ Ón func˛ie de caracteristicile materiilor prime, a culturii de drojdie ºi a tehnologiei aplicate. Œn unele cazuri se urm„reºte producerea concomitent„ de drojdie comprimat„ ºi de alcool etilic. Spre deosebire de primele dou„ faze Ón care mediul nutritiv este introdus la Ónceputul multiplic„ri integral Ón vasul de multiplicare, la multiplicarea drojdiei Ón fazele III˜IV, alimentarea cu melas„ ºi substan˛e nutritive se realizeaz„ Ón mod continuu, dup„ diagrame de alimentare prestabilite, care trebuie respectate cu stricte˛e.

Œn faza a III-a de multiplicare, capacitatea linurilor este de circa 10 ori mai mare dec‚t a vaselor folosite Ón faza a II-a (7˜25 m3). Capacitatea util„ reprezint„ numai 75% din cea total„, restul de 25% fiind afectat pentru sistemul de aerare c‚t ºi pentru spuma format„.

Œnainte de utilizare linurile se cur„˛„, se spal„ cu solu˛ie de sod„ caustic„ 2˜4% ºi Ón final se face o sterilizare combinat„ cu abur ºi solu˛ie de formalin„ 5˜10% timp de circa o or„. Se introduce apoi ap„ Ón lin p‚n„ la 50% din capacitatea util„ a acestuia, se adaug„ 1/3 din melasa preg„tit„ ºi o parte din substan˛ele nutritive. Se omogenizeaz„ prin barbotare de aer ºi se Óns„m‚n˛eaz„ cu drojdie rezultat„ din faza a II-a de multiplicare.

Œn timpul multiplic„rii, spuma se combate cu substan˛e antispumante care se introduc direct Ón pl„mad„. Se respect„ diagrama orar„ de alimentare cu melas„ ºi substan˛e nutritive a linului de multiplicare.

Indiferent de tehnologia aplicat„, Ón instala˛ii de mare capacitate, pl„mada de drojdie rezultat„ Ón treapta a III-a de multiplicare este supus„ concentr„rii cu separatoare centrifugale Ónainte de Óns„m‚n˛are pentru

42

urm„toarea etap„ de multiplicare. Totodat„, se corecteaz„ pH-ul ºi se p„streaz„ laptele de drojdie ob˛inut Ón recipiente r„cite la temperatura de 4˜60C.

Multiplicarea drojdiei Ón faza a IV-a are loc Ón linuri asem„n„toare din punct de vedere constructiv cu faza a III-a, av‚nd Óns„ capacitatea de 5˜6 ori mai mare (40˜100 m3). Œn aceast„ faz„ se ob˛ine drojdia cuib sau drojdia maia folosit„ pentru Óns„m‚n˛area mediului nutritiv din ultima faz„ de multiplicare (faza a V-a).

Condi˛iile de multiplicare a drojdiei Ón aceast„ faz„ sunt mai favorabile dec‚t Ón fazele precedente: - concentra˛ia ºi aciditatea mediului sunt mai reduse;- aerarea mediului este mai intens„;- procentul de alcool din pl„mad„ este foarte redus.

Pentru stabilirea cantit„˛ii necesare de melas„ pentru aceast„ faz„ este necesar s„ se ˛in„ seama de raportul de dilu˛ie, care reprezint„ raportul dintre cantitatea de melas„ nediluat„ (tone) ºi volumul final al pl„mezii exprimat Ón m3. Œn faza a IV-a de multiplicare raportul de dilu˛ie trebuie s„ fie de circa 1/18. De exemplu, pentru o capacitate util„ a linului de 75 m3 necesarul de melas„ va fi 75:18 = 4,166 tone.

Dup„ ce linul a fost sp„lat ºi sterilizat se introduce ap„ Ón propor˛ie de circa 30% din volumul util, peste care se adaug„ 15% din cantitatea de melas„ preg„tit„ ºi 33% din cantitatea de substan˛e nutritive preg„tite sub form„ de solu˛ie, se omogenizeaz„ prin barbotare de aer ºi se face Óns„m‚n˛area prin conducta de leg„tur„ cu pl„mada de drojdie din faza a III-a. Restul de melas„ ºi substan˛e nutritive din re˛eta de fabrica˛ie se adaug„ Ón timpul multiplic„rii drojdiei. Astfel, Ón prima or„ de multiplicare nu se adaug„ melas„ ºi substan˛e nutritive, drojdia afl‚ndu-se Ón faza latent„ a ciclului vital. Din acest motiv ºi debitul de aer este mai redus de 50 m 3/m3

pl„mad„ ºi or„. Œncep‚nd din ora a doua, c‚nd drojdia intr„ Ón faza logaritmic„ de multiplicare, Óncepe ad„ugarea de melas„ ºi

substan˛e nutritive Ón cantit„˛i din ce Ón ce mai mari, dup„ o diagram„ prestabilit„. Œn aceast„ perioad„ de multiplicare intens„ a drojdiei se foloseºte un debit maxim de aer de 100 m3/m3 pl„mad„ ºi or„. Œn ultima or„ nu se mai efectueaz„ alimentarea cu melas„ ºi substan˛e nutritive, debitul de aer scade la valoarea ini˛ial„, drojdia fiind l„sat„ s„ se maturizeze.

Pl„mada de drojdie rezultat„ din faza a IV-a nu se Óns„m‚n˛eaz„ ca atare Ón faza a V-a, ci sub form„ de lapte de drojdie ob˛inut prin separare centrifugal„ ºi p„strat p‚n„ la folosire, la temperatura de 0˜40C Ón colectoare de depozitare. Laptele de drojdie ob˛inut mai este denumit impropriu ºi maia, deoarece el serveºte la Óns„m‚n˛area pl„mezilor din faza a V-a de multiplicare.

Œn aceast„ ultim„ faz„ de multiplicare a drojdiei se ob˛ine aºa numita drojdie de v‚nzare. Multiplicarea are loc Ón linuri identice ca Ón faza a IV-a, folosindu-se circa 80% din capacitatea total„ de fermentare pentru drojdia de v‚nzare, restul de 20% utiliz‚ndu-se pentru ob˛inerea drojdiei maia. Astfel la intervale de 2˜3 zile unul sau dou„ linuri sunt folosite pentru producerea drojdiei maia.

Œn ultima faz„ de multiplicare se asigur„ cele mai bune condi˛ii de mediu pentru dezvoltarea drojdiei, concentra˛ia ºi aciditatea pl„mezii fiind mai reduse dec‚t Ón faza a IV-a de multiplicare. Se urm„reºte ob˛inerea unei purit„˛i microbiologice crescute a pl„mezii ºi a unor randamente maxime.

Œn faza a V-a de multiplicare raportul de dilu˛ie este de 1/25. Se introduce la Ónceput Óntreaga cantitate de ap„ Ón linul de multiplicare, ad„ug‚nd apoi 8% din melasa necesar„ ºi 14% din cantitatea de substan˛e nutritive, apoi se respect„ diagramele orare de alimentare stabilite.

Din colectorul de depozitare maia se Óns„m‚n˛eaz„ linul de multiplicare din faza a V-a cu o por˛ie de maia egal„ cu º sau 1/5 din volumul total rezultat de maia ºi se omogenizeaz„ pl„mada prin barbotare cu aer. Astfel, cu o maia se pot Óns„m‚n˛a concomitent 4 sau 5 linuri de faza a V-a. Œn timpul multiplic„rii se controleaz„ orar concentra˛ia, aciditatea ºi temperatura, efectu‚ndu-se corec˛iile necesare, iar la dou„ ore se efectueaz„ ºi un control microscopic al drojdiei.

8.2.5. Linurile de multiplicare a drojdiei Linurile de multiplicare a drojdiei Ón diferite faze, denumite ºi fermentatoare, constituie utilajele

principale folosite la fabricarea drojdiei de panifica˛ie. Ele pot fi confec˛ionate din tabl„ de o˛el antiacid, o˛el inoxidabil sau chiar din o˛el obiºnuit protejat Ón interior cu un lac acidorezistent.

Linurile pot avea form„ cilindric„ sau paralelipipedic„. Forma cilindric„ permite o distribu˛ie mai uniform„ a aerului Ón pl„mad„ ºi o cur„˛ire mai uºoar„, fiind astfel cea mai des Ónt‚lnit„. Linurile de form„ paralelipipedic„ permit o utilizare mai bun„ a spa˛iului de la fermentare. Schematic un lin clasic de multiplicare a drojdiei prev„zut cu un sistem static de aerare se prezint„ Ón figura 22.

Sistemul de aerare este format dintr-o conduct„ central„ vertical„ pentru intrarea aerului care este Ón leg„tur„ cu o conduct„ orizontal„ amplasat„ la fundul linului, Ón care sunt Ónfiletate o serie de ˛evi perforate, dispuse pe toat„ suprafa˛a fundului linului astfel Ónc‚t s„ permit„ o distribu˛ie c‚t mai fin„ ºi mai uniform„ a aerului Ón mediu, de care depinde Ón cea mai mare m„sur„ gradul de utilizare a oxigenului ºi deci consumul specific de aer. Orificiile de distribu˛ie a aerului au un diametru de 0,4˜0,5 mm, distan˛a dintre ele este de circa 4 mm ºi sunt amplasate pe partea lateral„ a ˛evilor perforate. Acestea sunt prev„zute la capete cu capace Ónfiletate, care se pot scoate pentru cur„˛ire ºi sp„lare.

O importan˛„ deosebit„ are sistemul constructiv al instala˛iei de aerare, solubilizarea oxigenului Ón mas„ variind de peste 10 ori la diversele instala˛ii, func˛ie de particularit„˛ile constructive (Anghel, I. et al., 1991). Progrese importante Ón tehnica aer„rii au fost realizate dup„ elaborarea de instala˛ii rotative. Dintre instala˛iile

43

care s-au impus Ón practic„, se pot enumera: inferatorul, aeratorul Vogelbusch, sistemul de aerare cu jet ad‚nc (VB-IZ), sistemul de aerare Frings.

Prin folosirea sistemelor dinamice de aerare s-au putut utiliza la multiplicarea drojdiilor pl„mezi mult mai concentrate dec‚t Ón cazul procedeului clasic, ob˛in‚ndu-se Ón final randamente superioare de biomas„ de drojdie de 4˜5 ori mai mare.

Linurile moderne de fermentare sunt prev„zute cu instala˛ii complexe de automatizare, care permit reglarea automat„ a aliment„rii cu melas„ ºi substan˛e nutritive, a debitului de aer, apei tehnologice, antispumant, m„surarea ºi reglarea automat„ a pH-ului pl„mezii ºi a temperaturii Ón lin, prin varia˛ia debitului de ap„ de r„cire.

Œntruc‚t multiplicarea drojdiei este un proces exoterm, eliber‚ndu-se 2500˜3500 kcal/kg s.u. de drojdie, este necesar„ o r„cire corespunz„toare a pl„mezii care se poate realiza cu ajutorul serpentinelor de r„cire, a unor baterii de ˛evi demontabile verticale aºezate Ón interiorul linului sau prin stropire exterioar„. At‚t sistemul de distribuire a aerului c‚t ºi cel de r„cire sunt construite din ˛eav„ de cupru.

Datorit„ aer„rii intense ºi a substan˛elor coloidale din melas„, Ón timpul multiplic„rii drojdiei se formeaz„ cantit„˛i mari de spum„, pentru combaterea c„reia se utilizeaz„ dou„ grupe de procedee: - procedee mecanice, care se bazeaz„ pe folosirea unor sp„rg„toare de spum„;- procedee chimice, care utilizeaz„ pentru distrugerea spumei substan˛e cu ac˛iune antispumant„.

Œn fabricile de drojdie spuma se combate de obicei prin folosire de substan˛e antispumante. 8.2.6. Factorii care influen˛eaz„ calitatea drojdiei Ón fazele de multiplicare

8.2.6.1. Efectul presiunii osmotice Drojdiile se dezvolt„ Ón condi˛ii bune, c‚nd mediul Ón care se afl„ are o presiune osmotic„ c‚t mai

apropiat„ de aceea din interiorul celulei (izotonie). Schimb„rile bruºte ºi importante ale presiunii osmotice a mediului pot provoca dereglarea func˛iilor compensatoare de adaptare ale membranei citoplasmatice ºi chiar lez„ri ale peretelui celular, ce pot duce la moartea fiziologic„ a celulei. Œn medii cu presiune osmotic„ ridicat„, bogate Ón glucide sau s„ruri (medii hipertonice), celulele sunt silite s„ realizeze Ón interiorul lor o contrapresiune osmotic„ echivalent„, l„s‚nd s„ treac„ Ón mediu o propor˛ie corespunz„toare de ap„.

C‚nd celulele se g„sesc Ón medii cu presiune osmotic„ inferioar„ celei a con˛inutului vacuolelor, Ón ap„ de exemplu, din aceeaºi necesitate a realiz„rii unei contrapresiuni osmotice echivalente, accept„ p„trunderea de ap„ din mediul extern. Drept urmare, turgescen˛a celulelor creºte p‚n„ c‚nd presiunea intracelular„ dep„ºeºte rezisten˛a peretelui, care plesneºte. Fenomenul de turgescen˛„ duce astfel la distrugerea celulelor. Prin deshidratarea drojdiilor, Ón celule se m„reºte concentra˛ia Ón substan˛e ºi creºte presiunea osmotic„, ce exercit„ influen˛„ asupra proceselor fermentative. La m„rirea concentra˛iei Ón substan˛e Óncepe fr‚narea proceselor biochimice ale celulei ºi la un anumit nivel Óncepe ºocul osmotic (Dan,V., 1999).

8.2.6.2. PH-ul mediului Drojdiile se dezvolt„ Ón limite largi de pH, pentru c„ au capacitatea s„ se adapteze la unele modific„ri ale

mediului de cultivare. Astfel, dac„ pH-ul mediului este mai acid dec‚t valoarea optim„ pentru creºtere, Ón celul„ devin active enzimele decarboxilaze, c‚nd pH-ul este mai bazic, dec‚t valoarea optim„, devin active dezaminazele. Œn aceste condi˛ii, produsele rezultante din aminoacizi sub ac˛iunea catalitic„ a acestor sisteme enzimatice tind s„ realizeze neutralizarea ºi reprezint„ sisteme tampon al efectului nociv al pH-ului. Dup„ epuizarea stocului de aminoacizi, ac˛iunea pH-ului duce la moartea celulelor, ca rezultat al unui dezechilibru, prin modificarea schimburilor osmotice Óntre celul„ ºi mediu.

Efectul pH-ului mediului nutritiv asupra multiplic„rii drojdiilor este cunoscut de mult timp ºi valorificat Ón practic„. Ac˛iunea sa asupra celulelor de Saccharomyces cerevisiae a fost studiat„ de mul˛i cercet„tori. La un pH = 7,5 intensitatea de respira˛ie ºi randamentul de creºtere este cu 60˜100 % mai mare dec‚t la pH = 4 Ón diverse medii nutritive cu glucoz„ la 300C. Cu sc„derea pH-ului Ón mediul nutritiv se stimuleaz„ p„trunderea protonilor Ón celule. La un pH = 3,5 ºi cantit„˛i suficiente de s„ruri de potasiu Ón mediu nutritiv, creºte pH-ul intracelular, ajung‚nd la valorile de 7,5. Varia˛ia pH-ului intracelular are o importan˛„ deosebit„ la reglarea glicolizei ºi a respira˛iei celulelor de drojdie (Anghel, I. et al., 1991).

Valoarea optim„ a pH-ului la cultivarea drojdiei Saccharomyces cerevisiae oscileaz„ Óntre 4,5˜5,8, deºi drojdiile sunt mult mai active Óntr-un mediu care are o valoare a pH-ului de 7˜7,5. Celulele de drojdii Ón acest domeniu se g„sesc Ón stare fiziologic„ bun„ ºi se Ónmul˛esc rapid. De nivelul de pH Ón timpul cultiv„rii drojdiilor, depinde randamentul ºi calitatea produselor finite. Œn practic„, dezvoltarea drojdiilor se realizeaz„ Ón mediu acid, concentra˛ia mai mare Ón hidrogen fiind un mijloc de combatere a microorganismelor de contaminare.

Domeniul de pH Ón care drojdia se poate multiplica este influen˛at de compozi˛ia mediului ºi de con˛inutul Ón alcool al acestuia. Œntr-un mediu de fermentare cu 4,5 % alcool, drojdiile pot s„ ac˛ioneze p‚n„ la pH = 1,8. La un con˛inut de 5,5˜6 % alcool, valoarea minim„ a pH-ului suportat de drojdii este de 2,3, iar la un con˛inut de 8,5˜12,5 % alcool, limita inferioar„ a pH-ului la care drojdia poate ac˛iona este de 3,5, ritmul de creºtere la acest pH fiind Óncetinit. Œn afar„ de aceasta, Ón intervalul de pH 3˜3,5 se afl„ punctul izoelectric al unor substan˛e colorante din melas„, care sunt absorbite de c„tre celulele de drojdie (Anghel, I. et al., 1991).

Schimbarea regimului de pH exercit„ ac˛iune asupra activit„˛ii enzimelor, asupra p„trunderii substan˛elor nutritive Ón celula de drojdie ºi se intensific„ respira˛ia. Brusc se fr‚neaz„ schimbul de aminoacizi Ón celula de drojdie, scade cantitatea de biomas„ rezultat„, se Ónr„ut„˛eºte calitatea drojdiei. Valorile extreme de pH (medii puternic acide sau puternic alcaline) provoac„ denaturarea ireversibil„ a enzimelor.

44

Sunt date care arat„ c„ m„rirea pH-ului provoac„ creºterea activit„˛ii enzimelor, care particip„ la formarea poliglucidelor, solubile Ón acizi. Sinteza maxim„ a trehalozei s-a observat la cultivarea drojdiei Saccharomyces cerevisiae Ón mediul cu pH 4,5˜5,0.

La fabricarea drojdiei de panifica˛ie se scade pH-ul la valori de circa 4, Ón primele faze de multiplicare (faza I si a II-a), urm„rindu-se o acumulare de biomas„ celular„ activ„. Œn continuare, pe m„sura progres„rii num„rului de faze de multiplicare, pH-ul creºte p‚n„ la valoarea de 5,5.

Con˛inutul Ón azot al componentelor nutritive contribuie la normalizarea pH-ului mediului. Din sulfatul de amoniu, drojdia asimileaz„ NH3 ºi elibereaz„ Ón mediu acid sulfuric. Adaosul de ap„ amoniacal„ neutralizeaz„ acidul sulfuric, compenseaz„ pH-ul, ºi, Ón acelaºi timp, furnizeaz„ drojdiei necesarul de azot.

Corectarea pH-ului Ón industria drojdiei de panifica˛ie cu ajutorul acidului lactic este mai favorabil„ celulelor de drojdie. Mai pu˛in favorabil ac˛ioneaz„ acidul fosforic ºi acidul clorhidric, iar acidul sulfuric este pe ultimul loc. La acidifierea cu acid lactic s-a ob˛inut o drojdie cu putere de creºtere de 10 minute, biomasa 32 g·dm-3 ºi o activitate maltazic„ de 304 U.A.

8.2.6.3. RH-ul mediului Drojdiile prezint„ diferite grade de sensibilitate la poten˛ialul de oxidoreducere. Dintre substan˛ele care

ajut„ la men˛inerea unui poten˛ial de oxidoreducere redus, sunt acidul ascorbic, glucidele reduc„toare ºi substan˛e ce con˛in grupele - SH. Fiecare sistem biologic are Ón compozi˛ia sa, at‚t substan˛e oxidante c‚t ºi reduc„toare, Ónc‚t valoarea poten˛ialului de oxidoreducere, este Ón func˛ie de raportul Óntre ele ºi mai depinde de tensiunea de oxigen ºi de valoarea pH. La modific„ri ale rH-ului se pot produce modific„ri Ón metabolismul celular, sau Ón cazul unor valori limit„, este oprit„ creºterea.

8.2.6.4. Temperatura Temperatura este, din punct de vedere al procesului de biosintez„ desf„ºurat la scar„ industrial„, unul

dintre parametrii fizici cei mai importan˛i, implicat profund, prin efectele sale, Ón optimizarea procesului. Varia˛iile temperaturii au efect asupra randamentului de transformare a substratului Ón produsul dorit, asupra cerin˛elor nutritive ale drojdiei, compozi˛iei biomasei ob˛inute ºi vitezei de creºtere (Anghel, I. et al., 1991).

Œn cursul evolu˛iei, celulele de drojdie au suferit numeroase adapt„ri, Ónc‚t Ón lumea microbian„, drojdiile se multiplic„ la temperaturi variate Ón limite foarte largi.

Drojdia Saccharomyces cerevisiae apar˛ine grupului mezofil, temperatura optim„ oscileaz„ Óntre 260C ºi 360C. Datele din literatura de specialitate arat„ c„, drojdia de panifica˛ie cu puterea de creºtere cea mai bun„ se ob˛ine la temperatura de 300C.

Deplasarea cu c‚teva grade Ón jurul temperaturii optime de creºtere influen˛eaz„ nu numai randamentul Ón biomasa ob˛inut„ ºi viteza de creºtere, dar ºi compozi˛ia biochimic„ a celulei de drojdie. Datele din literatur„ publicate arat„ c„ varia˛iile de temperatur„ afecteaz„ multe procese metabolice din celul„, precum ºi compozi˛ia biomasei Ón proteine ºi lipide, con˛inutul Ón ARN al celulei (Hunter ºi Rose, 1972). Raportul dintre con˛inutul Ón ARN al drojdiilor ºi viteza lor de creºtere se m„reºte la sc„derea temperaturii.

Temperatura procesului de cultivare condi˛ioneaz„ con˛inutul Ón lipide din compozi˛ia membranelor celulare. Astfel, membrana drojdiilor psihrofile con˛ine Ón cantit„˛i mai mari acizi graºi polinesatura˛i, cele termofile, acizi graºi mononesatura˛i, iar cele mezofile acizi mono- ºi polinesatura˛i.

Celulele de drojdie pot suporta temperaturi foarte sc„zute, p‚n„ aproape de zero absolut. Ele supravie˛uiesc mai uºor la rece Óntr-un mediu uscat, dec‚t Óntr-unul umed. S-a observat c„ prin sc„derea temperaturii sub limita inferioar„ de 00C se constat„ o reducere a vitezei de metabolism. Astfel, prin sc„derea cu 100C sub temperatura minim„ are loc o sc„dere cu 50% a vitezei de metabolizare a substan˛elor nutritive. Aceast„ sc„dere de activitate se explic„ prin faptul c„, prin reducerea temperaturii are loc o pliere a lan˛urilor proteice ºi mascarea centrilor activi ai enzimelor Ónc‚t acestea nu mai fac leg„tura cu substratul ºi nu mai Óndeplinesc func˛ia de biocatalizatori. La temperaturi sc„zute, se produc pierderi de ap„ intracelular„, drojdiile trec Ón stare latent„ de via˛„, c‚nd metabolismul se desf„ºoar„ foarte lent ºi pot r„m‚ne viabile timp Óndelungat. Prin congelare, drojdiile se pot p„stra timp nelimitat, deoarece cantitatea de ap„ liber„ Ón exteriorul ºi interiorul celulei se reduce, trec‚nd Ón stare solid„ ºi numai o parte r„m‚n‚nd disponibil„ pentru a fi folosit„ de celule, Ónc‚t activitatea celulei este oprit„. Campbell a descoperit c„ o congelare a drojdiei Saccharomyces cerevisiae suspendat„ Ón ap„ la -300C sau -500C a distrus 48˜94 % din celule. Dezghe˛„rile ºi Ónghe˛„rile repetate au provocat moartea celulelor de drojdie. Aceste rezultate au fost confirmate de Baum cu o cultur„ pur„ de Saccharomyces cerevisiae. Efectele multiple ale Ónghe˛„rii asupra celulelor de drojdie au fost descrise de Mazur(1966).

Sc„derea temperaturii de cultivare de la 300C la 150C contribuie la m„rirea con˛inutului de lipide, la 300C el este de 12 %, iar la 150C este de 14,5 %. La Saccharomyces cerevisiae, prin sc„derea temperaturii de creºtere mai jos de optim, se m„reºte cantitatea de proteine ºi acizi ribonucleici, iar cantitatea total„ de glucide ale celulei scade, Ón principal, prin sc„derea con˛inutului de trehaloz„ (CernÓº, V.G., 1975).

S-a constatat c„ drojdia ob˛inut„ la temperaturi sc„zute (29˜300C) este mai bogat„ Ón azot ºi fosfor ºi mai rezistent„ la p„strare. La temperaturi ridicate se Ónr„ut„˛eºte brusc calitatea produc˛iei, ca o consecin˛„ a faptului c„ poate avea loc, ocazional, multiplicarea drojdiilor atipice ºi a microbiotei bacteriene. Microorganismele contaminante consum„ substratul, destinat pentru drojdie, ceea ce conduce la sc„derea randamentului.

45

Óntr-o or„. Œn condi˛ii aerobe, aceast„ valoare s-a notat CO

Ob˛inerea drojdiei de panifica˛ie la temperaturi mai ridicate de 300C se face cu acumulare Ón celula de drojdie a trehalozei. Acumularea maxim„ de trehaloz„ Ón celule s-a ob˛inut prin cultivarea drojdiei la temperaturi de 400C. Creºterea Ón continuare a temperaturii nu numai c„ a oprit considerabil multiplicarea drojdiei, dar a provocat ºi sc„derea cantit„˛ii de trehaloz„ Ón celule. M„rirea cantit„˛ii de trehaloz„ Ón celule la temperaturi ridicate de creºtere este Ónso˛it„ de sc„derea glicogenului.

Viteza de acumulare a alcoolului, de asemenea, creºte cu m„rirea temperaturii, atinge un maxim la 400C, dup„ aceea scade brusc la creºterea mai departe a temperaturii.

Creºterea temperaturii de cultivare duce la reducerea randamentului Ón drojdie ca rezultat al sc„derii Ón umiditate ºi ca o consecin˛„, m„rirea consumului de substan˛e nutritive la fermentare. Prin ridicarea temperaturii de creºtere se Ónr„ut„˛eºte aprovizionarea celulei cu acizi, se m„reºte excre˛ia aminoacizilor liberi Ón lichidul cultural ºi de asemenea creºte necesitatea drojdiilor Ón vitamine. Acest fapt poate provoca modificarea coeficientului economic.

Œn domeniul de temperatur„ supraoptimal„, creºterea este concurat„ de moartea microorganismelor. Moartea celulelor de drojdie la temperaturi supramaximale se datoreaz„ denatur„rii termice a proteinelor ºi enzimelor celulare, Ónc‚t activitatea de metabolism este oprit„ ºi se produce moartea fiziologic„ a celulei f„r„ s„ aib„ loc distrugerea fizic„.

Liza drojdiilor este o func˛ie puternic dependent„ de temperatur„, fiind caracterizat„ prin valori ale energiei de activare de 70˜90 kcal/mol.

8.2.6.5. Umiditatea Apa este important„ pentru celula de drojdie nu numai pentru c„ este principalul constituent din punct de

vedere cantitativ, ea reprezent‚nd circa 80% din greutatea celulei vii, ci ºi pentru c„ Óndeplineºte urm„toarele func˛ii (Pirt,1975): - ca reactant chimic prezent Ón celul„, apa particip„ la reac˛iile de hidroliz„;- ac˛ioneaz„ ca solvent pentru metaboli˛ii intracelulari;- rol mecanic important Ón men˛inerea formei ºi dimensiunilor celulei impuse de presiunea hidrostatic„ care ia

naºtere Ón interiorul celulei; - Óndeplineºte o func˛ie structural„ Ón hidratarea proteinelor ºi a altor componente celulare.

De exemplu, de gradul de hidratare a mitocondriilor depinde intensitatea proceselor de fosforilare oxidativ„ care au loc Ón aceste organite. Apa particip„ direct la formarea citoplasmei celulare, de a c„rei stare depinde func˛ia sa fiziologic„. Formeaz„ leg„turi de H ºi particip„ la structura unor compuºi macromoleculari (Anghel, I. et al., 1993).

Unele reac˛ii chimice, biochimice, enzimatice ºi Ón special microbiologice sunt str‚ns corelate cu umiditatea substratului. Œn condi˛iile Ón care umiditatea scade, se reduce viteza de metabolism, enzimele trec Ón stare inactiv„ ºi celulele de drojdie se men˛in viabile Ón stare de anabioz„.

Drojdiile pot folosi numai apa liber„, nelegat„ de componen˛ii chimici ai mediului ºi nu pot folosi apa legat„ chimic sau fizic. Drojdiile necesit„, pentru o dezvoltare normal„, o cantitate de ap„ liber„ care s„ asigure un transfer corespunz„tor al substan˛elor nutritive Ón celul„. Marea majoritate a drojdiilor nu pot s„ se dezvolte Ón medii cu indice de activitate al apei (aw) inferior valorii 0,90, dar exist„ ºi drojdii osmotoleran˛e care rezist„ la presiuni osmotice mai ridicate corespunz„toare unui aw = 0,60 (Dan, V., 1999).

8.2.6.6. Concentra˛ia Ón oxigen ºi influen˛a asupra bioenergeticii levuriene

Drojdiile de panifica˛ie sunt facultativ anaerobe, ele sunt capabile de activitate vital„ Ón condi˛ii anaerobe ºi aerobe.

Viteza de respira˛ie se m„soar„ Ón cantitatea de oxigen absorbit„ de substan˛a uscat„ a drojdiei, ºi notat„

QO2 ,iar viteza de fermentare reprezint„ cantitatea de dioxid de carbon degajat„ la 1 g substan˛„ uscat„ drojdie

NQ , iar Ón anaerobioz„ (Ón atmosfer„ de azot) -

2Q

CO2

Œn condi˛ii aerobe se produce efectul Pasteur care s-a notat PE, realiz‚ndu-se blocarea ferment„rii Ón favoarearespira˛iei. Gradul de blocare depinde, Óntr-o m„sur„ considerabil„, de caracteristicile culturii ºi se exprim„ prinegalitatea:

QPE

NCO 2

V Q

CO 2N

100

QCO2

Drojdiile, Ón func˛ie de condi˛iile de cultivare, aerobe sau anaerobe, pot suferi modific„ri morfologice ale celulei. Œn condi˛ii de anaerobioz„ celulele nu sunt capabile s„ sintetizeze tipul de citocromi -a1, a3, b, c1, se dezechilibreaz„ transportul electronilor Ón lan˛ul respirator ºi scade activitatea enzimelor respiratorii. Œn condi˛ii de creºtere Ón anaerobioz„, Ón celule nu se produce sinteza acizilor graºi nesatura˛i ºi a ergosterolului (Novakovskaia, S.S., Sisatkii, I.I., 1980).

Pentru func˛ionarea normal„ a lan˛ului respirator ºi desf„ºurarea activit„˛ii enzimelor respiratoriimitocondriale e necesar„ prezen˛a Ón mitocondrii a unei cantit„˛i definite de lipide, care s„ con˛in„ acizi graºinesatura˛i.

Alternan˛a condi˛iilor anaerobe de cultivare cu cele aerobe la Saccharomyces cerevisiae duce la formarea tuturor componentelor celulare, activarea enzimelor respiratorii ºi biosinteza mitocondriilor.

46

Œn ultimii ani s-au ob˛inut date despre faptul c„, pe l‚ng„ oxigen, asupra creºterii drojdiilor influen˛eaz„ ºi ceilal˛i componen˛i ai amestecului gazos. La Ónlocuirea treptat„ a azotului din aer cu CO 2 (concentra˛ia Ón oxigen r„m‚n‚nd constant„), se reduce cantitativ biomasa rezultat„ ºi con˛inutul Ón azot al biomasei se m„reºte. Dac„ Ón experien˛a de control (pentru aerare s-a Óntrebuin˛at aer), biomasa de drojdie rezultat„ a fost de 0,502 g/1g zah„r consumat ºi con˛inutul Ón azot total Ón biomas„ a fost de 8,8 % la s.u., atunci prin Ónlocuirea a 20 % azot din aer cu CO2, datele corespondente ob˛inute au fost 0,472 g/1g zah„r consumat ºi 9,55 % azot total (Tuliakov, V.S. et al., 1980).

8.2.6.7. Aerarea ºi agitarea mediului Œn procesul de biosintez„, aerarea urm„reºte asigurarea continu„ a celulei cu oxigen, eliminarea dioxidului

de carbon format care are efect inhibitor asupra procesului de multiplicare, transportul rapid la celule a substan˛elor nutritive ad„ugate ºi men˛inerea celulelor Ón stare de suspensie (Stoicescu, A., 1985).

Asigurarea necesit„˛ii drojdiilor cu oxigenul din aer reprezint„ o etap„ de consum energetic mare Ón cadrul procesului tehnologic care se reflect„ Ón final asupra avantajelor economice Ón produc˛ia de drojdie. S-a stabilit c„, o cauz„ important„ a sc„derii de randament este insuficienta aerare a mediului de cultur„ (Dmitriev,D., 1983). La fabricarea drojdiei, consumul de aer este prev„zut ca o norm„ de produc˛ie de consum, la volumul mediului cultural ºi este de 50˜100 m3/1m3 pl„mad„.

Problema principal„ este asigurarea continu„ a celulei de drojdie cu oxigen dizolvat Ón lichid. S-a luat Ón considerare, c„ la 1 kg de melas„ cu un con˛inut Ón zah„r de 50 % sunt necesari aproximativ 19 m3 aer. Randamentul maxim Ón drojdie s-a ob˛inut, c‚nd pentru fiecare gram de zah„r folosit a corespuns 1,6 g (ºi mai mult) oxigen. La reducerea cantit„˛ii de oxigen drojdia ob˛inut„ scade propor˛ional.

Alimentarea cu aer Ón vasul de cultivare trebuie s„ se realizeze Ón concordan˛„ cu alimentarea cu zah„r ºi se urm„reºte viteza de multiplicare a drojdiei. Perturbarea regimului de aerare brusc, schimb„ mersul procesului de dezvoltare al drojdiei, Ón direc˛ia metabolismului anaerob, cu formare de alcool ºi al˛i produºi secundari. Producerea de biomas„ scade brusc. Œn prezen˛a oxigenului Ón exces ritmul multiplic„rii celulelor Óncepe s„ scad„, iar randamentul se reduce prin m„rirea consumului de zah„r ºi formare de CO2.

Rolul oxigenului este diferen˛iat Ón func˛ie de procedeele de multiplicare a drojdiilor. Dac„ prin metoda static„, la cultivarea drojdiilor f„r„ aerare artificial„ sau cu o slab„ aerare, drojdia ob˛inut„ a constituit 10˜12 % din greutatea materiilor prime consumate ºi durata multiplic„rii drojdiilor a fost de aproximativ 20 h sau chiar mai mult, atunci prin metoda cu aerare-agitare, Ón mediu diluat, drojdia ob˛inut„ a ajuns la 165 % calculat„ la greutatea zah„rului sau p‚n„ la 100 % din greutatea melasei ºi ciclul complet de multiplicare a drojdiei a durat 8˜11 h. Consumul de aer a fost de 100 m3/h la 1 m3 pl„mad„, iar cantitatea de oxigen utilizat„ de 6˜9 % din cantitatea total„. Consumul de oxigen la 1 g drojdie pentru celulele tinere a fost de 80˜100 mg/h, pentru cele mai Ón v‚rst„ 40˜60 mg/h. Necesitatea m„rit„ a celulelor tinere Ón oxigen este determinat„ de formarea substan˛elor f„r„ azot din celulele de drojdie.

S-a stabilit c„ pentru fiecare concentra˛ie de pl„mad„ exist„ un optim al aerului ad„ugat. Surplusul de oxigen din mediu nu m„reºte cantitatea de biomas„ ob˛inut„, Óns„ intensific„ procesele de oxidare, m„reºte poten˛ialul de oxidoreducere.

La ad„ugarea Ón mediul sintetic de reduc„tori (0,02% acid tioglicolic sau 0,1% Na2S2O3) se m„reºte viteza de multiplicare. Œn consecin˛„, pentru o aerare oarecare, este necesar„ at‚t prezen˛a oxigenului c‚t ºi prezen˛a substan˛elor reduc„toare, care scad poten˛ialul oxidoreduc„tor al mediului. Este evident c„, acest lucru este Ón leg„tur„ cu activitatea enzimelor. Se ºtie c„, de exemplu, reduc„torii (Na2S ºi al˛ii) m„resc activitatea coenzimei A. Celulele de drojdie, crescute Ón condi˛ii aerobe, spre deosebire de cele crescute anaerob, nu numai c„ sunt mai pu˛in bogate Ón glicogen, metacromatine ºi compuºi azota˛i, dar au, de asemenea, mas„ mai redus„. Dac„ 1 miliard de celule crescute Ón condi˛ii anaerobe, c‚nt„resc 70˜90 mg, Ón condi˛ii de aerobioz„ c‚nt„resc 20 sau 25 mg, cel mult 50 mg. Œn consecin˛„, celulele men˛inute Ón condi˛ii de fermentare au masa de 2˜3 ori mai mare dec‚t celulele Ón condi˛ii de respira˛ie.

Cantitatea insuficient„ de aer pentru Ónmul˛ire, conduce la m„rirea num„rului de celule mici Ón partea a doua a procesului de cultivare.

La cultivare pe agitator rotativ creºterea vitezei de aerare poate fi m„rit„ prin agitare. Maxon ºi Johnson au determinat eficien˛a aer„rii, exprimat„ Ón milimoli de oxigen, raportat la litru ºi or„, Ón func˛ie de debitul de aer ºi de agitarea mediului, la varia˛ii ale tura˛iei agitatorului Óntre 550 ºi 1660 rot/min.

Unele cercet„ri recente recomand„ recircularea aerului la fabricarea drojdiei de panifica˛ie, deoarece creºte randamentul printr-o mai bun„ folosire a substan˛elor nutritive ale mediului ºi d„ o intensificare a proceselor de multiplicare a celulelor de drojdie. Œn afar„ de aceasta, recircularea aerului Ómbun„t„˛eºte un indice foarte important pentru activitatea drojdiei, activitatea maltazic„. Eficien˛a recircul„rii aerului s-a exprimat prin creºterea procentului de celule Ónmugurite, num„rate la un interval de dou„ ore pentru fiecare genera˛ie (Dmitriev, A.D., 1982).

O importan˛„ deosebit„ o reprezint„ calitatea aerului, care poate fi o surs„ de contaminare Ón fazele de multiplicare a drojdiilor. De aceea este necesar„ opera˛ia de filtrare/sterilizare a aerului Ónainte de utilizarea lui Ón procesul tehnologic.

8.3. SEPARAREA ™I SPÃLAREA BIOMASEI DE DROJDIE

47

Se realizeaz„ cu ajutorul separatoarelor centrifugale, de regul„ Ón dou„ sau trei trepte de separare, ob˛in‚ndu-se Ón final un lapte de drojdie concentrat, care este apoi r„cit Ón schimb„toare de c„ldur„ cu pl„ci, p‚n„ la temperatura de 2˜40C ºi p„strat Ón colectoare de depozitare.

La sf‚rºitul ultimei faze de multiplicare se ob˛ine o pl„mad„ fermentat„, Ón care celulele de drojdie se afl„ Ón suspensie, concentra˛ia Ón drojdie a pl„mezii variaz„ Ón func˛ie de calitatea melasei ºi de procedeul tehnologic folosit.

Œn cadrul procesului tehnologic clasic de fabricare a drojdiei se ajunge la o concentra˛ie de 42˜50 g drojdie cu 27% s.u. la litru de pl„mad„. Prin folosirea sistemelor dinamice de aerare concentra˛ia pl„mezii Ón drojdie atinge valori de 4˜5 ori mai mari.

Prin separarea ºi sp„larea laptelui de drojdie se urm„reºte concentrarea drojdiei din pl„mad„ Óntr-un volum mai mic ºi Óndep„rtarea resturilor de pl„mad„ Ón scopul Ómbun„t„˛irii aspectului comercial ºi a conservabilit„˛ii produsului.

Separarea drojdiei se efectueaz„ cu ajutorul separatoarelor centrifugale cu talere tip Alfa Laval sau Westfalia cu tura˛ii de 4000˜5000 rot./minut ºi capacit„˛i cuprinse Óntre 10 ºi 100 m3 pl„mad„/or„.

Œn practic„, opera˛ia se realizeaz„ Ón dou„ sau trei trepte de separare ºi sp„lare, cea mai utilizat„ fiind separarea Ón trei trepte. Œn prima treapt„ de separare, Ón func˛ie de concentra˛ia ini˛ial„ a pl„mezii, laptele de drojdie se concentreaz„ p‚n„ la 150˜200 g/l. Œnainte de trecerea la treapta urm„toare de concentrare este necesar„ o r„cire ºi diluare cu ap„, folosind Ón acest scop ejectoare. Cantitatea de ap„ necesar„ este de 4˜8 ori mai mare dec‚t cea de lapte de drojdie.

Œn treapta a doua de separare se poate ob˛ine o concentra˛ie de 300˜400 g/l. Acest proces se repet„ Ón treapta a treia, ob˛in‚ndu-se Ón final un lapte de drojdie cu o concentra˛ie de 600˜800 g/l.

Laptele de drojdie concentrat este r„cit Ón schimb„toare de c„ldur„ cu pl„ci p‚n„ la temperatura de 2˜40C ºi p„strat Ón colectoare de depozitare. Prin r„cire procesele vitale din celula de drojdie sunt Óncetinite ºi este fr‚nat„ dezvoltarea ºi activitatea microorganismelor de contaminare.

Preg„tirea separatoarelor ºi a instala˛iei pentru un ciclu de separare const„ Ón: demontarea acestora, sp„larea cu peria a fiec„rui taler cu o solu˛ie de fosfat trisodic sau sod„ caustic„, urmeaz„ cl„tirea cu ap„ curat„ pentru desfundarea duzelor. De asemenea, se spal„ ºi se cl„tesc cuvele pentru colectarea laptelui separat, precum ºi pompele ºi conductele aferente instala˛iei.

Colectoarele pentru lapte de drojdie sunt confec˛ionate din o˛el inoxidabil, prev„zute cu manta dubl„ de r„cire, agentul frigorific fiind apa r„cit„ ºi cu agitatoare ac˛ionate electric Ón vederea omogeniz„rii.

Œn timpul depozit„rii se controleaz„ la intervale de timp de 4 ore temperatura laptelui de drojdie care trebuie s„ se men˛in„ la 2˜40C.

8.4. FILTRAREA LAPTELUI DE DROJDIE Laptele de drojdie nu poate fi comercializat ca atare at‚t datorit„ faptului c„ este uºor expus la

contaminarea cu microorganisme str„ine care Ói micºoreaz„ conservabilitatea c‚t ºi datorit„ greut„˛ii Ón manipulare. Din aceste motive laptele de drojdie este supus Ón continuare opera˛iei de filtrare ºi presare, prin care drojdia se concentreaz„ Ón substan˛„ uscat„ ocup‚nd un volum de circa dou„ ori mai redus. Aceast„ opera˛ie tehnologic„ se realizeaz„ Ón practic„ cu ajutorul filtrelor-pres„ (cu rame ºi pl„ci) ºi a filtrelor rotative sub vid.

Procesul de filtrare cu ajutorul filtrelor pres„ se desf„ºoar„ astfel: - Ónainte de utilizare, filtrul-pres„ este sp„lat cu ap„, montat ºi sterilizat cu abur timp de 15˜30 minute f„r„

p‚nz„;- se str‚ng Ón pachet compact ramele acoperite cu p‚nz„ ºi pl„cile fiec„rei prese folosind compresorul de ulei;- laptele de drojdie r„cit, este introdus cu ajutorul unei pompe printr-un canal central Ón spa˛iul pe care Ól

formeaz„ ramele m„rginite de p‚nze filtrante, drojdia r„m‚ne Ón spa˛iul pe care Ól formeaz„ rama, iar apatrece prin p‚nz„ ºi se scurge la canal;

- filtrarea dureaz„ 15˜30 minute, p‚n„ c‚nd nu se mai observ„ evacuarea apei;- la sf‚rºitul opera˛iei se desfac treptat ramele ºi pl„cile, se detaºeaz„ cu ajutorul unor cu˛ite drojdia

comprimat„, care se colecteaz„ Óntr-un c„rucior; - la intervale de timp de circa o s„pt„m‚n„ p‚nzele colmatate se spal„ mai Ónt‚i cu jet de ap„ ºi cu peria ºi apoi

cu ajutorul unei maºini de sp„lat p‚nze ºi se trec Ón usc„torul de p‚nze. Drojdia comprimat„ rezultat„ la sf‚rºitul pres„rii are un con˛inut ridicat Ón substan˛„ uscat„ de 30˜35%,

Óns„ folosirea filtrelor-pres„ prezint„ dezavantajul unei productivit„˛i sc„zute ºi a unui volum mare de munc„. Fabricile moderne de drojdie utilizeaz„ filtre rotative sub vid, care folosesc drept strat filtrant amidonul.

Cu acest filtru se Ómbun„t„˛eºte considerabil substan˛a uscat„ a produsului finit (de la 27% s.u. la ob˛inerea drojdiei cu filtre-pres„ s-a ajuns la 33˜37% s.u.). Prin Ónglobarea de clorur„ de sodiu Ón laptele de drojdie ºi sp„larea acestuia, s-a putut m„ri con˛inutul de substan˛„ uscat„ al drojdiei la peste 30%, prin eliminarea apei extracelulare, cu m„rirea concomitent„ a plasticit„˛ii.

8.5. MODELAREA ™I AMBALAREA DROJDIEI PRESATE Modelarea ºi ambalarea drojdiei presate se realizeaz„ Ón prezent cu maºini automate de construc˛ie

special„, utiliz‚nd h‚rtie parafinat„ sau sulfurizat„ cu film de celofan. Pentru a se ob˛ine consisten˛a necesar„ model„rii este necesar s„ se adauge o anumit„ cantitate de ap„, ulei comestibil sau al˛i plastifian˛i. Pentru p„strarea culorii drojdiei se mai pot ad„uga cantit„˛i mici de polialcooli (de exemplu, glicerin„, inozitol) sau

48

substan˛e emulsionante (lecitin„, steara˛i ºi oleana˛i ai glicerinei ºi glicolului), iar pentru protec˛ia Ómpotriva dezvolt„rii mucegaiurilor se pot ad„uga cantit„˛i mici de alcool etilic, propilic, butilic sau amilic.

8.6. DEPOZITAREA ™I LIVRAREA DROJDIEI DE PANIFICAfiIE Atunci c‚nd livrarea drojdiei nu se realizeaz„ imediat, l„zile sau cutiile de carton cu drojdie trebuie

depozitate Óntr-o Ónc„pere r„cit„ la temperatura de 0˜40C ºi umezeal„ relativ„ a aerului de 65˜70%. L„zile sau cutiile de carton sunt aºezate pe stelaje sau pale˛i Ón form„ de fagure, cu locuri pentru circula˛ia aerului.

Transportul drojdiei la beneficiari se poate face cu mijloace de transport obiºnuite pe distan˛e mici, iar pe distan˛e mai mari Ón vagoane sau mijloace auto izoterme. Livrarea se efectueaz„ pe ºarje, Ón ordinea fabric„rii, prin reluarea l„zilor sau cutiilor de carton de pe palet, pe band„ ºi evacuate la rampa pentru Ónc„rcarea mijloacelor de transport.

8.7. DROJDIA DE PANIFICAfiIE ñ PRODUS FINIT Cunoaºterea compozi˛iei chimice a drojdiei de panifica˛ie este important„ pentru stabilirea cantit„˛ilor

de substan˛e nutritive necesare pentru multiplicarea drojdiei Ón diferite faze c‚t ºi modul lor de ad„ugare, Ón vederea ob˛inerii de randamente maxime Ón drojdie ºi pentru Ón˛elegerea proceselor care au loc Ón timpul p„str„rii drojdiei Ón calup.

Se apreciaz„ c„, aproximativ 94% din substan˛a uscat„ a drojdiei este alc„tuit„ din principalele elemente: carbon, hidrogen, oxigen ºi azot, care sunt reprezentate de glucide (glicogen, gume, hemiceluloze), proteine, acizi nucleici, baze organice, lipide, substan˛e minerale, vitamine ºi enzime. Con˛inutul Ón carbon al unei drojdii cu 27% s.u. este de aproximativ 12,7% ºi serveºte ca baz„ pentru calculul necesarului de glucide pentru acumularea biomasei de drojdie.

Aproximativ 70% din azotul total al drojdiei este inclus Ón proteine, 8˜10% Ón baze purinice, 4% Ón pirimidine, restul fiind format din produse solubile ca aminoacizi ºi nucleotide. Plec‚nd de la con˛inutul Ón azot al drojdiei se stabileºte necesarul de substan˛e cu azot pentru corectarea melasei care este deficitar„ Ón azot.

Drojdia con˛ine ºi cantit„˛i importante de vitamine, Ón special din grupul B. Substan˛ele minerale se g„sesc fie Ón combina˛ii anorganice sau intr„ Ón compozi˛ia unor substan˛e organice, afl‚ndu-se deci ca electroli˛i Ón solu˛ie sau sub form„ de complexe coloidale.

Valoarea energetic„ : 350˜430 KJ/100 g. Biomasa unui gram de drojdie comprimat„ con˛ine aproximativ 10 miliarde de celule. Œn cursul procesului de fabricare a drojdiei de panifica˛ie, concomitent cu multiplicarea celulelor

apar˛in‚nd culturii pure, Ón diferite faze ale fluxului tehnologic se pot dezvolta ºi alte microorganisme, care m„resc gradul de contaminare a produsului finit ºi determin„ reducerea calit„˛ilor tehnologice ºi conservabilitatea drojdiei comprimate.

Pentru a preveni multiplicarea microorganismelor contaminante, se impune un control microbiologic riguros pe faze de produc˛ie, prin studiul gradului de igien„ ºi detectarea contaminan˛ilor ce pot proveni din sursele prezentate Ón figura 24.

Drojdia de panifica˛ie ñ produs finit trebuie s„ prezinte urm„toarele caracteristici biotehnologice: - putere de fermentare ñ max. 70 minute;- umiditate ñ max. 76%;- durabilitate la 350C ñ min. 5 zile;- durabilitate la 0˜40C ñ min. 10 zile.

9. FABRICAREA DROJDIEI USCATE DE PANIFICAfiIE Datorit„ consumului neuniform de drojdie pe parcursul anului s-au c„utat metode de conservare pe o durat„ mai

Óndelungat„ a drojdiei prin uscare sau congelare. Deºi s-au ob˛inut unele rezultate Ón conservarea drojdiei prin congelare la temperaturi sc„zute de circa ñ 150C Ón

tunele, care permite prelungirea duratei de p„strare p‚n„ la 6˜9 s„pt„m‚ni, acest procedeu este mai pu˛in folosit at‚t datorit„ faptului c„ drojdia trebuie imediat folosit„ dup„ decongelare c‚t ºi a pre˛ului de cost al drojdiei mai ridicat cu 10˜20%.

Principala metod„ de conservare a drojdiei o reprezint„ uscarea p‚n„ la o umiditate de 7,5˜9%, Ón condi˛ii speciale care s„ nu afecteze prea mult capacitatea de dospire a drojdiei. La o umiditate de peste 9% drojdia nu este conservabil„ intr‚nd Ón autoliz„, iar la o umiditate sub 7% are loc o deshidratare ireversibil„ a coloizilor ºi astfel Óºi pierde mult din puterea de fermentare.

Œn compara˛ie cu drojdia comprimat„, folosirea drojdiei uscate prezint„ urm„toarele avantaje: - se poate conserva un timp mai Óndelungat (6˜12 luni) Ón compara˛ie cu drojdia comprimat„ (10˜40 zile);- se poate p„stra ºi transporta la temperaturi mai ridicate, chiar la temperatura mediului ambiant, necesit‚nd

un spa˛iu mult mai redus; - prin uscarea surplusului de drojdie se poate asigura o produc˛ie constant„ a fabricilor de drojdie ºi pot fi

satisf„cute necesit„˛ile Ón perioadele v‚rfurilor de consum de drojdie. Uscarea drojdiei se efectueaz„ Ón condi˛ii speciale, urm„rindu-se p„strarea Ónsuºirilor de panifica˛ie ini˛iale

ale drojdiei. Pentru uscarea drojdiei se folosesc mai multe procedee de uscare: sub vid, cu aer cald, pe val˛uri, prin liofilizare ºi fluidizare, care influen˛eaz„ mai mult sau mai pu˛in viabilitatea celulelor de drojdie. Procedeul cel mai r„sp‚ndit de uscare este cel Ón curent de aer cald.

Procesul tehnologic de ob˛inere a drojdiei uscate de panifica˛ie cuprinde patru etape principale:- fabricarea drojdiei umede de panifica˛ie;

49

- granularea drojdiei umede;- uscarea drojdiei;- ambalarea ºi depozitarea drojdiei uscate de panifica˛ie.

Pentru ob˛inerea drojdiei uscate active se recomand„ utilizarea de tulpini de drojdie speciale pentru acest scop, care s„ acumuleze peste 12% trehaloz„ raportat la substan˛a uscat„ ºi un con˛inut Ón azot de peste 7% la substan˛a uscat„. Se aleg tulpini de drojdie cu celule mai mici, cu un con˛inut mai redus de ap„ intracelular„ ºi cu o capacitate de fermentare mai mare dec‚t culturile folosite pentru producerea drojdiei comprimate, deºi aceste tulpini conduc la randamente mai sc„zute Ón drojdie.

Biomasa de drojdie ob˛inut„ pentru a fi uscat„ trebuie s„ aib„ o putere de fermentare de 55˜60 de minute ºi o conservabilitate de minimum 72 ore, la 350C. Biomasa de drojdie destinat„ usc„rii trebuie sp„lat„ mai bine pentru a reduce con˛inutul Ón s„ruri reziduale rezultate dintr-un tratament cu acid al laptelui de drojdie sau prin tratarea cu NaCl a laptelui Ónainte de filtrare, pentru reducerea cantit„˛ii de ap„ extracelular„.

Granularea biomasei umede se efectueaz„ cu scopul de a m„ri suprafa˛a de eliminare a apei Ón timpul usc„rii ºi pentru ob˛inerea unui produs cu umiditate omogen distribuit„. Granularea se face cu ajutorul granulatoarelor sau extruderelor, care func˛ioneaz„ pe principiul maºinii de tocat carne. Drojdia este m„run˛it„ sub form„ de vermiceli prin trecerea ei printr-o sit„ cu orificii de 1,5˜2 mm. Exist„ ºi maºini care transform„ drojdia Ón granule rotunde. Drojdia astfel m„run˛it„, care ocup„ un volum de circa dou„ ori mai mare dec‚t masa sa, este Ónc„rcat„ Óntr-un strat sub˛ire cu grosimea de 2˜3 cm, Ón t„vile usc„torului de drojdie.

Uscarea biomasei granulate se face Ón curent de aer cald, la temperaturi care s„ nu dep„ºeasc„ 40 0C. Viteza de eliminare a umidit„˛ii din drojdie depinde de: umiditatea relativ„ ºi temperatura aerului cu care se face uscarea, viteza aerului cald Ón usc„tor, dimensiunea granulelor de drojdie, grosimea stratului de granule, etc.

Uscarea granulelor de drojdie se poate face discontinuu, f„r„ amestecarea materialului supus usc„rii (usc„toare cu zone), cu amestecarea granulelor Ón timpul usc„rii (instala˛ii de uscare cu tambur rotativ) ºi continuu, Ón strat sta˛ionar (usc„toare-tunel) sau Ón usc„toare Ón strat fluidizat.

Œn practic„ se foloseºte cel mai mult usc„torul cu zone (tip Schilde) cu capacitatea de 30˜40 kg drojdie uscat„/or„. Instala˛ia de uscare este alc„tuit„ din tunelul de uscare Ón care se g„sesc patru r‚nduri de rame pe care se

sprijin„ c‚te patru site/ram„ pe care se aºeaz„ sub form„ de vermiceli. Sitele se aºeaz„ pe rame care se introduc ºi se scot din usc„tor pe patru r‚nduri cu ajutorul unui dispozitiv special. Dup„ introducerea sitelor Ón usc„tor acesta se Ónchide ºi se Óncepe introducerea aerului cald pe la partea inferioar„, care trece prin site ºi se elimin„ prin coºul de evacuare.

Uscarea se Óncepe la o temperatur„ mai sc„zut„ de 320C, dup„ care se ridic„ treptat temperatura p‚n„ la 450C pe m„sur„ ce se elimin„ apa din drojdie. Œn timpul usc„rii, sitele cu drojdie sunt trecute treptat, la intervale de 10˜15 minute, din zonele superioare cu temperatur„ mai sc„zut„ spre zonele inferioare mai calde. Procesul de uscare dureaz„ 60 minute, rezult‚nd o drojdie uscat„ cu umiditatea de 7,5˜9,5% ºi 3˜4 % celule moarte.

Usc„torul cu zone prezint„ dezavantajul unei productivit„˛i sc„zute ºi a unei distribu˛ii neuniforme a aerului cald, ceea ce face ca ºi uscarea drojdiei s„ fie neunifom„. De asemenea nu se poate face o reglare cu exactitate a temperaturii aerului de uscare.

Rezultate mai bune se ob˛in prin folosirea usc„toarelor tunel cu func˛ionare continu„, care permit o mai bun„ reglare a debitului de aer, a temperaturii ºi umezelii relative a acestuia.

Drojdia uscat„ are o umiditate de 7,5˜9,5%, un procent de celule moarte de 3˜4%, iar capacitatea de fermentare de 55˜60 minute.

Ambalarea drojdiei uscate se face Ón ambalaje de 5˜7 g drojdie uscat„ pentru uzul casnic, de 1 kg pentru mica industrie ºi Ón ambalaje mai mari pentru fabrici de p‚ine. Drojdia uscat„ ambalat„ Ón cantit„˛i mici se realizeaz„ Ón atmosfer„ de gaz inert (azot) sau sub vid, ceea ce Ói asigur„ o conservabilitate ridicat„ de 1˜1 ½ ani.

La fabricarea drojdiei uscate este necesar s„ se realizeze un control periodic al capacit„˛ii de fermentare at‚t a drojdiei umede c‚t ºi a drojdiei uscate produse.

Drojdia uscat„ se utilizeaz„ Ón panifica˛ie dup„ o prealabil„ reactivare timp de 30˜80 minute Óntr-o suspensie de f„in„ de gr‚u la temperatura de 37˜430C, c‚nd drojdia Óºi reia activitatea fermentativ„ normal„ (Hopulele, T., 1980).

BIBLIOGRAFIE SELECTIVÃ 1. Anghel, I., 1984 ñ Drojdiile, Editura Academiei R.S.R., Bucureºti2. Anghel, I., et al., 1985 ñ Protoplaºtii ñ model experimental pentru studii de biologie celular„ ºi molecular„,

Editura Tehnic„, Bucureºti3. Anghel, I., et al., 1989 ñ Biologia ºi tehnologia drojdiilor, vol.I, Editura Tehnic„, Bucureºti4. Anghel, I., et al., 1991 ñ Biologia ºi tehnologia drojdiilor, vol.II, Editura Tehnic„, Bucureºti5. Anghel, I., et al., 1993 ñ Biologia ºi tehnologia drojdiilor, vol.III, Editura Tehnic„, Bucureºti6. Bahrim, G., 1999 ñ Microbiologie tehnic„, Editura Evrika, Br„ila7. Anghel, I., Mitrache, L., 1995 ñ Lec˛ii de genetic„, Editura Scaiul S.R.L., Bucureºti8. Banu, C., et al., 1993 ñ Progrese tehnice, tehnologice ºi ºtiin˛ifice Ón industria alimentar„, vol.II, Editura

Tehnic„, Bucureºti9. Banu, C., et al., 1998 ñ Manualul inginerului de industrie alimentar„, vol. I, Editura Tehnic„, Bucureºti

50

10. Banu, C., et al., 1999 ñ Manualul inginerului de industrie alimentar„, vol. II, Editura Tehnic„, Bucureºti 11. Banu, C., et al., 2000 ñ Biotehnologii Ón industria alimentar„, Editura Tehnic„, Bucureºti 12. Banu, C., et al. ñ Aditivi ºi ingrediente pentru industria alimentar„, Editura Tehnic„, Bucureºti 13. Borha, V.M., Segal, B., 1988 ñ Alcoolul etilic carburant, Editura Tehnic„, Bucureºti 14. Cojocaru, C., 1969 ñ Procedee tehnologice Ón industria fermentativ„, Editura Tehnic„, Bucureºti 15. Cyimesi, J., Solyan, L., et al., 1979 ñ Manualul industriei drojdiei ºi alcoolului, Editura Agricol„, Budapesta 16. Dabija, A., 2000 ñ Biotehnologie de fabricare industrial„ a drojdiei cu activitate enzimatic„ superioar„,

Tez„ de doctorat, Universitatea din Gala˛i 17. Dabija, A., 2001 ñ Drojdia de panifica˛ie. Utiliz„ri ñ perspective, Editura Tehnic„-INFO, Chiºin„u 18. Dan, Valentina, 1991 ñ Controlul microbiologic al produselor alimentare, Universitatea Gala˛i, 1991 19. Dan, V., et al., 1995 ñ Memorator drojdii, Universitatea din Gala˛i 20. Dan, V., 2001 ñ Microbiologia alimentelor, Editura Alma, Gala˛i 21. Ioancea, L., et al., 1986 ñ Maºini, utilaje ºi instala˛ii Ón industria alimentar„, Editura Ceres, Bucureºti 22. Hopulele, T., 1980 ñ Tehnologia berii, spirtului ºi a drojdiei, vol. II, Universitatea din Gala˛i 23. J‚ºcanu, V., 1986 ñ Opera˛ii ºi utilaje Ón industria alimentar„, Universitatea din Gala˛i 24. Konovalov, S.A., 1980 ñ Biochimia drojdiei, Moscova 25. Leonte, M., 2000 ñ Biochimia ºi tehnologia panifica˛iei, Editura, Crigarux, Piatra Neam˛ 26. Macovei, V. M.. 2000 ñ Caracteristici termofizice pentru biotehnologie ºi industrie alimentar„, tabele ºi

diagrame, Editura Alma, Gala˛i 27. Mencinicopschi, Gh., et al., 1987 ñ Biotehnologii Ón prelucrarea produselor agroalimentare, Editura Ceres,

Bucureºti 28. Novakovskaia, S.S., ™iºa˛kii, I.I., 1980 ñ Œndrumar Ón produc˛ia drojdiei de panifica˛ie, Piºcevaia

promÓºlennosti, Moscova29. Oancea, I., 1974 ñ Aspecte ale metabolismului unor substan˛e fermentescibile la drojdii, Tez„ de doctorat,

Universitatea Gala˛i30. Raicu, P., Badea, E., 1986 ñ Cultura de celule ºi biotehnologiile moderne, Editura ™tiin ific„ ºi

Enciclopedic„, Bucureºti31. Raicu, P., 1990 ñ Biotehnologii moderne, Editura Tehnic„, Bucureºti 32. R„ºenescu, I., et al., 1987 ñ Lexicon ñ Œndrumar pentru industria alimentar„, vol. I, Editura Tehnic„,

Bucureºti 33. R„ºenescu, I., et al., 1988 ñ Lexicon ñ Œndrumar pentru industria alimentar„, vol. II, Editura Tehnic„,

Bucureºti 34. Rotaru, V., Filimon, N., 1976 ñ Tehnologii Ón industria alimentar„ fermentativ„, Editura Didactic„ ºi

Pedagogic„, Bucureºti 35. Sasson, Al., 1988 ñ Biotehnologiile ñ sfidare ºi promisiuni, Editura Tehnic„, Bucureºti 36. Sasson, Al., 1993 ñ Biotehnologii ºi dezvoltare, Editura Tehnic„, Bucureºti 37. Segal, B., et al., 1986 ñ Metode moderne de Ómbun„t„˛ire a calit„˛ii ºi stabilit„˛ii produselor alimentare,

Editura tehnic„, Bucureºti 38. Segal, R., 1998 ñ Biochimia produselor alimentare, Vol. I ºi II, Editura Alma, Gala˛i 39. Spencer, J., Spencer, D.M., 1990 ñ Yeast technology, Springer ñ Verlag, Berlin 40. Stoicescu, A., 1984 ñ Cercet„ri privind formarea alcoolilor superiori Ón principalele procese fermentative,

Tez„ de doctorat, Universitatea Gala˛i 41. Zarnea, G., et al., 1983 ñ Bioingineria preparatelor enzimatice microbiene, Editura Tehnic„, Bucureºti 42. Zimmermann, F.K., Entian, K.D., 1997 ñ Yeast sugar metabolism. Biochemistry, Genetics, Biotechnology

and Applications, Technomic Publishing Co. Inc., Pennsylvania, USA

51